Imprinting

Durch Imprinting ist eines der zwei elterlichen Allele des imprinteten Gens inaktiv und das andere aktiv. Dieses Muster betrifft alle somatischen Zellen eines Individuums. In den frühen Keimzellen wird das elterliche Methylierungsmuster jedoch gelöscht und neu etabliert – die epigenetische Kodierung ist daher reversibel. Die DNA-Abschnitte, die von den Änderungen betroffen sind, werden auch als differentiell methylierte Regionen (DMRs) bezeichnet.

Die Expression imprinteter Gene ist für die normale Entwicklung eines Organismus sehr wichtig, da nur eine lesefähige Kopie des jeweiligen Gens vorliegt. Einige genetische Krankheiten basieren auf der Stillegung bestimmter Gene, die sogenannten Imprintingerkrankungen. Dazu zählen u.a. das Beckwith-Wiedemann-Syndrom, das Silver-Russell-Syndrom, das Angelman-Syndrom oder das Prader-Willi-Syndrom.

Beim Angelman- und Prader-Willi-Syndrom ist in beiden Fällen der lange Arm von Chromosom 15 betroffen (15q11-q13). Durch Imprinting sind manche Gene dieses Chromosoms nur auf dem mütterlichen Chromosom und andere Gene nur auf dem väterlichen Chromosom aktiv.

Beim Angelman-Syndrom fehlt die Expression der Gene des mütterlichen Chromosom 15 (genauer gesagt im Bereich 15q11-q13). Die Ursache ist entweder eine Mikrodeletion im mütterlichen Chromosom 15 oder durch eine Fehlverteilung eine uniparentale Disomie von Seiten des Vaters, sprich beide Kopien von Chromosom 15 stammen vom Vater. In der Folge fehlt die Expression wichtiger Gene des mütterlichen Chromosoms, was zur Erkrankung führt.

Beim Prader-Willi-Syndrom ist die Situation umgekehrt: Hier fehlt die Expression der väterlichen Gene von Chromosom 15q11-q13. Ursache ist entweder eine Mikrodeletion im väterlichen Chromosom 15 oder eine uniparentale Disomie der Mutter (beide Kopien von Chromosom 15 kommen von der Mutter).