Bir asırdan fazla süredir Gregor Mendel'in bezelye deneyleri genetiğin kutsal metni olarak hizmet etti - baskın ve çekinik alellerin aile yadigarı gibi aktarıldığı düzenli bir hikaye. Ama görünen o ki, DNA ebeveynlerin miras bırakabileceği tek şey değil. Fareler üzerinde yapılan yeni bir federal fonlu çalışma, epigenetik işaretlerin - gen işlevini alttaki kodu değiştirmeden ayarlayan kimyasal modifikasyonlar - Mendel'in klasik kurallarını bozabileceğini ortaya koyuyor. İncelenen epigenetik kalıtım modellerinin yaklaşık %7'si beklendiği gibi davranmadı ve ekip daha önce sadece bitkilerde ve sineklerde görülen nadir kalıtım olaylarını bile tespit etti.

"Epigenetiğin Mendelci olmayan kalıtım modelleri, özellikle çevresel baskılara yanıt olarak, genomik dizinin kendisindeki değişikliklerden daha hızlı bir şekilde çeşitli veya yeni özellikler edinmenin bir yolu olabilir," dedi Johns Hopkins Üniversitesi'nde Bloomberg Seçkin Profesörü ve Texas A&M Üniversitesi'ndeki meslektaşlarıyla araştırmanın eş lideri olan Andrew Feinberg, M.D. 20 Mayıs'ta *Nature Genetics*'te yayınlanan ve Ulusal Sağlık Enstitüleri ile Ulusal Bilim Vakfı tarafından desteklenen bulgular, Mendel'in bezelyeleriyle çizdiği düzenli tabloya yeni kırışıklıklar ekliyor.

Mendel'in yasaları, alellerin - genlerin farklı versiyonları - nasıl kalıtıldığını, baskın olanların özellikleri ifade ettiğini ve çekinik olanların eşleşen bir partner bulana kadar saklandığını tanımlar. Ancak bilim insanları, bir alelin aktif olup olmadığının hangi ebeveynden geldiğine bağlı olduğu genomik damgalama gibi istisnaların varlığını zaten biliyordu. Yeni çalışma, beş ek gende damgalama keşfetti ve Mendelci olmayan epigenetik kalıtımın daha önce düşünülenden daha yaygın olabileceğini buldu. Bazı durumlarda, kalıtılan epigenetik modeller hiçbir ebeveyne kadar izlenemedi - tabiri caizse epigenetik hayaletler.

Bu etkileri izlemek için araştırmacılar, üç nesil fareden (birincide 26, ikincide 34, üçüncüde 19) doku örneklerinde DNA metilasyonunu - gen promotör bölgelerine karbon ve hidrojen kimyasal gruplarının bağlandığı yaygın bir epigenetik modifikasyon - analiz etti. Hem genetik dizileri hem de kalıtılan metilasyonun 12 bilinen modelini izlediler ve alel farklılıkları ve uzak metilasyon bölgeleri hakkında daha net bir resim elde etmek için uzun okumalı DNA dizileme kullandılar.

Cinsiyet dışı kromozomlar genelinde ekip, Mendelci beklentilere meydan okuyan 522 vaka - incelenen modellerin yaklaşık %7'si - belirledi. Bunlar arasında her iki ebeveynde de bulunmayan 54 "ortaya çıkan" kalıtım olayı vardı. Çarpıcı bir örnekte, belirli bir alelde metilasyon eksikliği olan iki fare, o alelin her iki kopyasında da metilasyon taşıyan yavrular üretti. "Metilasyon görünüşte yoktan var oldu," dedi Feinberg. Çalışma ayrıca bir memelide paramutasyonun ilk kanıtını buldu: sperm gelişiminde anahtar rol oynayan Capn11 adlı bir gende, bir aleldeki metilasyon diğerinde metilasyonu tetikledi. "Neredeyse metilasyon başka bir alele aktarılıyor gibi," diye açıkladı Feinberg. Paramutasyon, diyet, stres ve travma gibi çevresel faktörlerden etkilendiği bilinen tekrarlayan bir genetik elementle bağlantılı bir bölgede meydana geldi.

"Bu çalışma, bilim insanlarını hastalık ve sağlıklı durumlar üreten özelliklerin nasıl kalıtıldığına dair tam bir anlayış için hem genomik hem de epigenomiği daha sık entegre etmeye ikna edebilir," dedi Johns Hopkins Bloomberg Halk Sağlığı Okulu'nda biyoistatistik profesörü olan ortak yazar Kasper Hansen, Ph.D. Ekip şimdi insan genomik verilerinde benzer modeller aramayı planlıyor; bu, klinik genetikçilerin kalıtsal hastalıkları ve çevresel etkilerin nesiller boyunca nasıl dalgalandığını anlamalarına yardımcı olabilir.