Elucidation of Transcription Termination Control Mechanisms by DNA Methylation

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K06123
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 43050:Genome biology-related
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: Kikuchi Yutaka 広島大学, 統合生命科学研究科(理), 教授 (20286438)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高橋 治子 広島大学, 統合生命科学研究科(理), 助教 (70775767)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: DNAメチル化 / 転写終結 / Dnmt3a

Outline of Final Research Achievements

DNA methylation controls transcription initiation and elongation, but the function at transcription termination sites remains unclear. Using Dnmt3a-deficient zebrafish mutants and Dnmt3a-deficient mouse cells (embryonic fibroblasts MEF and neurons), we analyzed the genome regions directly targeted by Dnmt3a and the transcripts produced. As a result, we successfully reported for the first time that in Dnmt3a-deficient mouse neurons, significantly elevated levels of read-through transcription occur in low-methylated protein-coding gene transcription termination sites. Furthermore, in Dnmt3a-deficient zebrafish mutants, we discovered the production of chimeric transcripts between exons of specific genes and downstream genomic regions.

Free Research Field

Genome Biology

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究における学術的意義は、転写を正常に終結させるためには、転写終結位置におけるDNAメチル化が重要である事を示した事である。DNAメチル化は、転写開始や伸長の制御に必要である事が示されてきたが、転写終結位置における機能を明らかにしたのは、私達の研究が世界で初めてである。更に、私達が見出した転写終結異常は、多くのがん細胞において観察されている現象である。そのため、がん細胞におけるDNAメチル異常が、転写終結にも関与している可能性があり、がん治療のターゲットになる事が示唆される。この様な意味において、私達の研究成果は、大きな社会的意義があると考えられる。