Functional elucidation of maintenance DNA methyltransferase DNMT1 in neurons

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K06502
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 43010:Molecular biology-related
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: Namihira Masakazu 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究グループ長 (60379534)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 新木 和孝 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (60514255) ; 齋藤 裕 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (60721496)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: DNAメチル化 / DNMT1 / 神経細胞 / エピジェネティクス

Outline of Final Research Achievements

The aim of this study was to elucidate the role of the DNA methyltransferase DNMT1 in postmitotic neurons and the association between its dysfunction and psychiatric disorders. The results revealed that DNMT1 is involved in the maintenance of DNA methylation in enhancer regions of genes that are essential for the neuronal functions. Furthermore, we found that DNMT1 also contributes to DNA demethylation in specific genomic regions. We also suggested that DNMT1 plays a similar role in human neurons as in mouse neurons. These results provide novel insights into the function of DNMT1 and suggest that dysfunction of DNMT1 contributes to the pathogenesis of neurological diseases.

Free Research Field

分子生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究課題の遂行から、ニューロンにおけるDNMT1が担うゲノム領域特異的なDNAメチル化制御機構について新たな知見を提示することができた。加えて、DNMT1が脳神経の発達と機能発現に重要な役割を担うとともに、その機能異常が精神疾患の発症に関わることを示唆することができている。このことは、DNMT1やDNAメチル化が、精神疾患のみならず発達障害や幼児期の環境ストレスによるPTSDなどの治療の標的なる得る可能性を示唆している。従って、本研究の結果は、学術的価値が高いだけでなく、臨床的側面からも重要な意義を持つと考えている。