XInaktivierung

X-Inaktivierung, auch X-Chromosomen-Inaktivierung (XCI) genannt, ist ein Prozess bei weiblichen Säugetieren, bei dem eines der zwei X-Chromosomen transkriptionell stillgelegt wird, um die Gen-Dosis im Gleichklang mit männlichen XY-Individuen auszugleichen. Die Inaktivierung erzeugt eine mosaikartige Genexpression, da in verschiedenen Zellen unterschiedliche X-Chromosomen aktiv sein können.

Der Auslöser ist die XIST-RNA, ein langes non-coding RNA-Molekül, das vom zukünftigen inaktiven X-Chromosom exprimiert wird. XIST umhüllt das X-Chromosom in cis und rekrutiert Chromatin-modifizierende Komplexe, darunter PRC2, was die Markierung von H3K27me3, die Bildung von Makro-H2A und schrittweise DNA-Methylierung fördert. Diese Veränderungen führen zu einer heterochromatinisierten, transkriptionell stillgelegten Version des Chromosoms. Die inaktive X wird in der Regel sichtbar als Barr-Körper im Zellkern. Einige Gene bleiben aus der Inaktivierung ausgenommen und werden als Escape-Gene weiterhin exprimiert.

Die Inaktivierung setzt typischerweise früh in der Embryonalentwicklung ein und ist in den meisten Geweben zufällig; in der Regel ist das paternal oder mütterlich stammende X in unterschiedlichen Zellen unterschiedlich aktiv, wodurch eine mosaikale Expression entsteht. Die X-Inaktivierung bleibt durch Zellteilungen erhalten. In Keimzellen wird sie reaktiviert. In manchen Geweben kann es zu einer Verzerrung der Inaktivierung (Skewing) kommen, was bei bestimmten genetischen Bedingungen phänotypische Auswirkungen haben kann.

Die X-Inaktivierung dient dem Dosenausgleich der X-Chromosomen zwischen Geschlechtern. Sie hat Bedeutung für die Phänotypen von X-chromosomalen Erkrankungen und verständigt den Ausdruck von an der Inaktivierung beteiligten Genen. Einige Gene entkommen der Inaktivierung und tragen zur Variation bei. In der Forschung, einschließlich Einzelzell-RNA-Sequenzierung, wird XCI genutzt, um Mechanismen der Chromatinregulation und Zellmifferenzierung zu verstehen.