2019 Fiscal Year Annual Research Report
Epigenetic features of mammalian mitochondrial DNA
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17K07504
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
安川 武宏 九州大学, 医学研究院, 助教 (90646720)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ミトコンドリアDNA |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞小器官ミトコンドリアは独自のゲノム、ミトコンドリアDNA（mtDNA）を持つ。ヒトを含む哺乳動物では、核ゲノムの構成塩基であるシトシンのメチル化修飾がエピジェネティックな遺伝子発現制御において重要な役割を果たし、その異常が疾患に関わることが広く知られている。一方、mtDNAのメチル化に関する報告が近年相次いでいたが、それらの中には互いに異なる内容のデータを示しているものも見受けられ、統一した見解は得られておらず混迷した状況であった。そこで我々はバイサルファイトシーケンシング、メチル化シトシン感受性酵素によるDNA切断アッセイ、核酸質量分析という３手法を駆使して、マウス組織、胚性幹細胞培養株のmtDNAの徹底的な解析を行い、これらがメチル化修飾を受けていない、あるいは、少なくとも生物学的役割を果たすようなレベルで5-メチルシトシンは存在していないと結論し報告した。この研究成果はmtDNAにはユニバーサルに生理的役割を持つようなレベルでの5-メチルシトシンは認められないことを示唆しており、mtDNAを理解する上で重要な成果といえる。加えて、本研究から正確なメチル化解析を困難にするmtDNAに特有の問題点を提起することもできた。核ゲノムのエピジェネティック調節にはDNA塩基修飾だけでなく、核ゲノムに結合しているヒストンの翻訳後修飾が非常に深く関与している。一方、mtDNAにはTFAMとよばれるDNA結合タンパク質がゲノム全体に結合しており、ヒストン様タンパク質としてmtDNAの維持に重要な役割を果たしている。TFAMはmtDNAの転写開始因子でもある。興味深いことにいくつかの翻訳後修飾がTFAMには報告されている。そこで我々はこのうちの１つに着目し、この修飾を試験管内で再現することに成功した。さらに同修飾によってmtDNAの状態が調節される可能性を実験的に示すことができた。
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[Presentation] Epigenetic feature of mitochondrial DNA2019
Author(s)
Takehiro Yasukawa, Shigeru Matsuda, Yuriko Sakaguchi, Kenji Ichiyanagi, Motoko Unoki, Kazuhito Gotoh, Kei Fukuda, Hiroyuki Sasaki, Tsutomu Suzuki, Dongchon Kang
Organizer
The 16th Conference of Asian Society for Mitochondrial Research and Medicine & The 19th Conference of Japanese Society of Mitochondrial Research and Medicine
Int'l Joint Research
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