Nature Genetics：双亲x染色体在不同的器官和组织中呈偏态分布

MRC医学科学实验室淋巴细胞发育小组在《自然遗传学》上发表的一项新研究表明，表达母亲或父亲X染色体的细胞在身体的不同部位可以选择性地偏斜。该研究利用来自1000基因组计划的人类数据，结合人类X染色体连锁DNA序列变异的小鼠模型，以推进我们对具有两条X染色体的生物学女性个体发育的基本理解。 

到目前为止，人们认为母亲和父亲的x染色体在整个身体中的使用是相似的。新的研究表明，这并不总是正确的，不同的器官可能倾向于使用母亲或父亲的x染色体。这项工作还揭示了导致这种歪斜的过程:表达一个或另一个x染色体的细胞之间的竞争。在某些个体中，器官(如心脏)中的细胞主要使用来自父母一方的X染色体，而免疫细胞几乎完全使用来自父母另一方的X染色体。这为理解XX个体发展的基本原理和机制提供了重要的一步。 

生物学上的女性继承了两条X染色体——父母各一条——以及所有其他构建和维持身体的遗传物质。但是，尽管亲本X染色体都存在，在任何给定的细胞中，只有一条X染色体是活跃表达的。由于每个X染色体的DNA序列都有遗传变异，每个细胞有效地选择表达一组来自亲本一方或另一方的独特特征。 

淋巴细胞发育研究小组的负责人Matthias Merkenschlager说:“我们意识到，当细胞选择两条X染色体中的一条而不是另一条时，它们也选择了表达哪一组遗传变异。”因此，单个细胞表达不同的遗传变异。我们现在正在努力找出更多关于X连锁遗传变异如何影响生物体发育的信息，以及在特定组织中选择性使用X染色体是否会影响生命后期某些疾病的可能性。” 

研究人员将重点放在了X染色体上一个名为STAG2的特定基因上。他们发现，在一条X染色体上携带STAG2变异基因的女性中，携带STAG2变异基因的细胞不能发育成被称为淋巴细胞的免疫细胞，而在另一条X染色体上携带STAG2的普通版本。

相比之下，具有相同STAG2变体的细胞在XY雄性(具有单个X染色体拷贝)或两个X染色体都携带该变体的雌性中完全能够形成淋巴细胞。 

研究人员得出结论，阻止变异细胞形成淋巴细胞的不是变异本身，而是表达参考版本STAG2的细胞的存在。这表明细胞在体内竞争形成特定细胞类型的“许可”。这些发现揭示了以前未被认识到的x连锁多样性的一个新方面:细胞之间的相互作用可以塑造x连锁多样性对特定细胞类型和组织的贡献。 

即使表达参考STAG2的细胞在形成血液的竞争中胜出，表达这种变体的细胞也可能在身体的其他部位占主导地位。对于这项研究的主要作者特蕾莎·布埃纳文图拉来说，这激发了她个人的好奇心:“从事这个项目对我来说特别令人兴奋，因为它让我对每条X染色体对我不同组织的贡献感到好奇，”她说。 

这些发现揭示了以前未被重视的x连锁多样性的一个方面，即表观遗传多样性克隆之间的相互作用可以塑造x连锁遗传多样性对特定细胞类型和组织的贡献。