DNA methylation and genome imprinting in the zebrafish, Danio rerio: some evolutionary ramifications

Although methylation has been recognized as an important component in a number of developmental processes in mammals, in zebrafish almost nothing is known about this epigenetic modification. This is despite the fact that the zebrafish is becoming increasingly popular as a developmental model system. The little work that has been done on methylation and development in fish concerns genomic imprinting. In mammals, imprinting results in an inability to reproduce parthenogenetically because a genetic contribution from both parents is necessary to successfully complete development. However, this is not true of zebrafish, and a number of the theories that have been presented to explain the evolution of imprinting are not consistent with imprinting in these fish. A new model is presented that discusses some of the potential evolutionary ramifications of methylation and imprinting and that leads to the suggestion that imprinting may actually be a simple genetic mechanism to enhance the efficient evolution of both individual genetic loci and combinations of loci with related functions, without risking the population as a whole. This model can accommodate all of the information known about imprinting, including its broad phylogenetic range, imprinting by both males and females, and the diverse nature of the genes that are known to be imprinted. Même si on considère la méthylation comme un élément important de certains processus se produisant au cours du développement des mammifères, on ne connaît presque rien de cette modification épigénétique chez le poisson-zèbre, même si ce dernier est utilisé de plus en plus comme un système modèle du développement. Les quelques études de la méthylation et du développement chez les poisson portent sur l'empreinte génomique. Chez les mammifères, l'empreinte entraîne une incapacité de se reproduire par parthénogenèse, car une contribution génétique des deux parents est essentielle pour compléter le développement avec succès. Cependant, tel n'est pas le cas chez le poisson-zèbre et certaines théories émises pour expliquer l'évolution de l'empreinte génomique ne concordent pas avec ce qui est observé chez ces poissons. Nous présentons un nouveau modèle qui prend en considération quelques-unes des ramifications potentielles de la méthylation et de l'empreinte génomique au cours de l'évolution et qui suggère que l'empreinte génomique serait en fait un simple mécanisme génétique pour augmenter l'efficacité de l'évolution de locus génétiques particuliers et de groupes de locus ayant des fonctions apparentées, sans risque pour l'ensemble de la population. Ce modèle est en accord avec tout ce qui est connu au sujet de l'empreinte génomique, en particulier, sa grande étendue phylogénétique, l'empreinte par les mâles ou les femelles et la variété des gènes soumis à l'empreinte génomique.