Timp de peste un secol, experimentele lui Gregor Mendel cu mazărea au servit drept textul sacru al geneticii – o poveste ordonată despre alele dominante și recesive transmise ca moșteniri de familie. Dar, se pare, ADN-ul nu este singurul lucru pe care părinții îl pot lăsa moștenire. Un nou studiu finanțat federal la șoareci relevă că marcajele epigenetice – modificări chimice care ajustează funcția genelor fără a altera codul de bază – pot încălca regulile clasice ale lui Mendel. Aproximativ 7% dintre modelele de moștenire epigenetică examinate nu s-au comportat conform așteptărilor, iar echipa a observat chiar fenomene rare de moștenire văzute anterior doar la plante și muște.

„Modelele non-mendeliene de moștenire a epigeneticii ar putea fi o modalitate mai rapidă de a dobândi trăsături diverse sau noi decât modificările secvenței genomice în sine, mai ales ca răspuns la presiunile de mediu”, a spus Andrew Feinberg, M.D., profesor distins Bloomberg la Universitatea Johns Hopkins și co-lider al cercetării împreună cu colegii de la Universitatea Texas A&M. Descoperirile, publicate pe 20 mai în *Nature Genetics* și susținute de Institutele Naționale de Sănătate și Fundația Națională pentru Știință, adaugă riduri proaspete imaginii ordonate pe care Mendel a pictat-o cu mazărea sa.

Legile lui Mendel descriu modul în care alelele – versiuni diferite ale genelor – sunt moștenite, cele dominante exprimând trăsături, iar cele recesive ascunzându-se până când găsesc un partener potrivit. Dar oamenii de știință știau deja că există excepții, cum ar fi amprentarea genomică, unde activitatea unei alele depinde de părintele de la care provine. Noul studiu a descoperit amprentarea în cinci gene suplimentare și a constatat că moștenirea epigenetică non-mendeliană ar putea fi mai comună decât se credea anterior. În unele cazuri, modelele epigenetice moștenite nu puteau fi urmărite până la niciun părinte – fantome epigenetice, dacă vreți.

Pentru a urmări aceste efecte, cercetătorii au analizat metilarea ADN-ului – o modificare epigenetică comună în care grupuri chimice de carbon și hidrogen se atașează de regiunile promotor ale genelor – în probe de țesut de la trei generații de șoareci (26 în prima, 34 în a doua, 19 în a treia). Au monitorizat atât secvențele genetice, cât și 12 modele cunoscute de metilare moștenită, folosind secvențierea ADN-ului cu citire lungă pentru a obține o imagine mai clară a diferențelor alelice și a situsurilor de metilare îndepărtate.

Pe cromozomii non-sexuali, echipa a identificat 522 de cazuri – aproximativ 7% dintre modelele examinate – care sfidau așteptările mendeliene. Printre acestea s-au numărat 54 de evenimente de moștenire „emergente” absente la ambii părinți. Într-un exemplu izbitor, doi șoareci lipsiți de metilare pe o alelă specifică au produs descendenți unde ambele copii ale alelei purtau metilare. „Metilarea a apărut aparent de nicăieri”, a spus Feinberg. Studiul a găsit, de asemenea, prima dovadă de paramutație la un mamifer: într-o genă numită Capn11, care joacă un rol cheie în dezvoltarea spermei, metilarea pe o alelă a declanșat metilarea pe o alta. „Este aproape ca și cum metilarea este transferată către o altă alelă”, a explicat Feinberg. Paramutația a avut loc într-o regiune legată de un element genetic repetitiv cunoscut a fi influențat de factori de mediu precum dieta, stresul și trauma.

„Această lucrare i-ar putea convinge pe oamenii de știință să integreze mai des genomica și epigenomica pentru o înțelegere completă a modului în care trăsăturile care produc boli și stări sănătoase sunt moștenite”, a spus co-autorul Kasper Hansen, Ph.D., profesor de biostatistică la Școala de Sănătate Publică Bloomberg a Universității Johns Hopkins. Echipa plănuiește acum să caute modele similare în datele genomice umane, ceea ce i-ar putea ajuta pe geneticienii clinicieni să înțeleagă bolile ereditare și modul în care influențele de mediu se propagă de-a lungul generațiilor.