A study of the relationship between DNA methylation profile of promoter region and gene expression

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25330347
• Research Institution: Kitasato University
• Principal Investigator: 稲岡 秀検 北里大学, 医療衛生学部, 准教授 (30282768)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: がん / 遺伝子発現 / マイクロアレイ / DNAメチル化 / 転写制御 / バイオインフォマティクス

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では，転写・翻訳されることで生物学的な機能を発現する遺伝子(機能的RNAを含む)の転写制御機構の解明を最終的な目標とする．本研究での解析対象は，転写制御に重要な役割を果たすと考えられている遺伝子プロモータ領域におけるDNAメチル化である．

H25年度は，正常組織とがん組織における遺伝子発現について検討した．公的データベースから複数の臓器における，正常組織およびがん組織からの遺伝子発現データを入手し，正常組織とがん組織で発現量が有意に異なる遺伝子群を同定した．H26年度は，DNAメチル化異常を強制的に発生させた細胞における遺伝子発現について検討した．ヒト肺動脈内皮細胞に濃度依存性のDNAメチル化阻害剤を添加し，DNAメチル化異常を発生させ，このときの遺伝子発現変化について測定した．メチル化度測定チップの仕様が変更になり測定部位が27000箇所から450000箇所に飛躍的に増加した．H27年度は調査対象となる遺伝子を絞り込むために遺伝子発現解析結果を精査する作業を行った．H28年度は，網羅的なDNAメチル化解析とともに，対象遺伝子のCpG部位のDNAメチル化解析を行った．DNAメチル化阻害剤の濃度に異存して遺伝子発現が大きく変化しているにもかかわらず，対象遺伝子のCpG部位のメチル化度にはほとんど変化が見られなかった．この結果から，遺伝子近傍のCpG部位のメチル化は遺伝子発現に直接寄与しているのではなく，その他のエピジェネティックな転写制御(ヒストンアセチル化等，遺伝子リン酸化)と協調して遺伝子発現制御をしていることが考えられる．

今後は測定データから，染色体全体でのCpGの構造的な相違(配列パターン，CpG密度等)とメチル化度の関係を網羅的に調べ，メチル化度が大きく変化する配列構造を抽出し，逆にその周囲の遺伝子発現の変化との関係を検討していく．