2012 Fiscal Year Annual Research Report
新規ＤＮＡメチル化形成にリンクしたメチル化消去機構に関する研究
Publicly Offered Research
| Project Area | Crosstalk of transcriptional control and energy pathways by hub metabolites |
|---|
| Project/Area Number |
24116515
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
田嶋 正二 大阪大学, たんぱく質研究所, 教授 (50132931)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2014-03-31
|
| Keywords | 生化学 / ゲノムメチル化 / DNAメチル化酵素 / DNA脱メチル化 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
DNAメチル化修飾は、転写制御、特にその抑制に寄与しており、メチル化模様は胚発生初期、生殖細胞、終末分化時に書き換えられている。したがって、DNAの脱メチル化はメチル化制御にとり重要なステップである。メチル化されたシトシン塩基のヒドロキシル化が脱メチル化の目印となっていることが最近報告されている。
本研究計画では、多くのメチル化されたDNAの中からどのように特定のメチル化部位が選びだされヒドロキシル化されているのかを明らかにする。これにより、未分化恒常性と分化刺激による細胞内外のシグナルにより、DNAメチル化模様がどのように制御されているのかを解明することを目指す。得られている結果から、ES細胞では新規にメチル化模様を書き込むDNAメチル化酵素Dnmt3aとDnmt3bがメチル化した領域は選択的にヒドロキシメチル化され、それが複製過程でDnmt1により維持されないために、細胞周期を１回まわるたびに新規にヒドロキシル化されたメチル化は消去されていることを提案する。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ゲノムに新たにメチル化模様を書き込む2つのメチル化酵素Dnmt3aとDnmt3b、そして、それを維持するメチル化酵素Dnmt1が同定され、そのメチル化機構については研究が進んでいるが、一旦書き込まれたメチル化模様の消去機構については不明な点が多い。今年度は、ES細胞では新規メチル化模様を形成するDnmt3aとDnmt3bが書き込んだメチル化（ヘミメチル化状態にあると予想される）が選択的にヒドロキシル化されていることを明らかにした。また、Dnmt1はヒドロキシメチル化修飾を受けたDNAをほとんどメチル化できないこと、さらに、維持メチル化に必須な因子であるNp95（Uhrf1）のヘミメチル化DNA結合領域はヒドロキシル化修飾を受けたDNAに結合できないことを明らかにした。以上の結果はDnmt3aやDnmt3bによってヒドロキシル化修飾を受けたゲノム領域は複製の過程で受動的に脱メチル化されることを示している。
|
| Strategy for Future Research Activity |
今年度は標的ゲノム領域にヒドロキシル化酵素であるTETがリクルートされているか、また、Dnmt3とTETが直接相互作用するのかに焦点を当てて解析する。このために、タグを付加したDnmt3をES細胞に発現させ、Dnmt3とTETの共存を、プルダウン、マス解析、ChIP などの技術を用いて明らかにする。また、分化によってヒドロキシメチルシトシンのゲノム上の分布がどのように変化するのかについて、ヒドロキメチルシシトシンを含むゲノム断片を特異的に沈降させ、解析する。
|
