2020 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of zebrafish Dnmt3aa target genomic regions and region-specific factors in hematopoiesis
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18K06185
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
菊池 裕 広島大学, 統合生命科学研究科(理), 教授 (20286438)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | dnmt3a / DNAメチル化 / 転写終結 / ゼブラフィッシュ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
de novo DNAメチル基転移酵素Dnmt3aは、ゲノムDNAのメチル化修飾を介して主に遺伝子発現の制御に機能している事が知られている。私達は、哺乳類Dnmt3aの相同遺伝子であるゼブラフィッシュdnmt3aa遺伝子の母性胚性ノックアウト変異体（MZdnmt3aa-/-）を作製した結果、造血や転写終結の異常が観察された。本研究課題では、MZdnmt3aa-/-胚を用いた網羅的遺伝子発現解析（RNA-seq）・全ゲノムバイサルファイトシークエンス解析（WGBS）及び情報生物学的解析等により、Dnmt3aaによる造血や転写終結制御の解明を研究目的としている。
本年度は、野生体と比較して変異体特異的に転写終結領域（TTS）のメチル化が減少した３つの遺伝子（cytokine like 1 (cytl1), im:7152037, potassium channel, subfamily K, member 1b (kcnk1b)）に関してRNA-seq解析を行った結果、全ての遺伝子でTTS下流の遺伝子発現が増加している事が明らかになった。更にim:7152037遺伝子に関しては、TTSを超えた転写産物と下流遺伝子のエキソンとのキメラ転写産物が有意に増加していたことから、読み通し転写が起こっており、転写終結異常を確認することに成功した。同様に、情報生物学的解析により、マウスDnmt3aノックアウト神経細胞においても、読み通し転写が起こっている事を明らかにした。
以上の結果より、ゼブラフィッシュMZdnmt3aa-/-変異体とマウスDnmt3aノックアウト神経細胞のデータを用いて、WGBS・RNA-seqの情報生物学的・実験科学的解析を行った結果、転写終結領域のDNAメチル化は、mRNA転写終結制御に関与している事を世界で初めて明らかにした。
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