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2003 年度 研究成果報告書概要

DNAメチル化の生理機能と異常症の分子遺伝学

研究課題

研究課題/領域番号 13307067
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 人類遺伝学
研究機関国立遺伝学研究所

研究代表者

佐々木 裕之  国立遺伝学研究所, 総合遺伝研究系, 教授 (30183825)

研究分担者 中尾 光善  熊本大学, 発生医学研究センター, 教授 (00217663)
佐渡 敬  国立遺伝学研究所, 総合遺伝研究系, 助手 (70321601)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
キーワードDNAメル化 / DNAメチル化酵素 / メチル化CpG結合蛋白質 / ICF症候群 / レット症候群
研究概要

DNA中のCpGのメチル化はエピジェネティックなゲノム調節機構の中核であり、その異常は先天疾患やがんを起こす。本課題では、DNAメチル化酵素とメチル化CpG結合蛋白質の生理的作用と病気との関係について、以下の成果を上げた。1.新規型DNAメチル化酵素DNMT3Aの生殖細胞特異的ノックアウトマウスを作成し、それらが雌雄とも不妊であり、配偶子におけるゲノムインプリンティングの確立が阻害されていることを見つけた。2.DNMT3A、DNMT3Bの標的配列特異性などの酵素学的性質を明らかにした。3.国内のICF症候群家系で新たなDNMT3B変異を報告したほか、散発例でこの遺伝子に変異のない患者を見つけた。つまり、この疾患の病因の多様性を明らかにした。4.新たなインプリンティング関連疾患として先天性奇形を伴う父性の片親性ダイソミー14を発見し報告した。5.メチル化CpG結合蛋白質MBD1による遺伝子発現調節とクロマチン形成の機序として、1)転写メディエーターMCAF/AMとヒストンメチル化酵素SETDB1/ESETの複合体を介する経路と、2)ヒストンのメチル化酵素Suv39、脱アセチル化酵素HDAC1/2、ヘテロクロマチン蛋白質HP1と協調する経路があることを示した。6.MBD1のメチル化DNA結合ドメインとメチル化CpGとの複合体構造を解明した。7.Rett症候群の原因遺伝子であるMeCP2のメチル化DNA結合ドメイン内の変異を詳細に検討し、転写抑制能とクロマチン形成が損なわれることを報告した。8.MBD1が塩基除去修復酵素(メチル化プリンDNAグリコシラーゼ)と共にDNA修復反応を促すことを報告した。以上、メチル化の確立機序と、メチル化により遺伝子を調節する機序、および疾患の発生機序について新たな発見があり、全容解明へ大きな進展があった。

  • 研究成果

    (62件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (62件)

  • [文献書誌] Mizuno, S.: "Expression of DNA methyltransferases DNMT1, 3A and 3B in normal hematopoiesis and in acute and chronic myelogenouse leukemia."Blood. 97. 1172-1179 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Watanabe, S.: "Methylated DNA-binding domain 1 and methylpurine-DNA glycosylase links transcriptional repression and DNA repair in chromatin"Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 100. 12859-12864 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Ohno, M.: "Allele-specific detection of nascent transcripts by fluorescence in situ hybridization reveals temporal and culture-induced changes in Igf2 imprinting during pre-implantation mouse development."Genes Cells. 6. 249-259 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Sado, T.: "Regulation of imprinted X-chromosome inactivation in mice by Tsix."Development. 128. 1275-1286 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Hamatani, T.: "Epigenetic mark sequence of the H19 gene in human sperm."Biochim.Biophys.Acta. 1518. 137-144 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Aoki, A.: "Enzymatic properties of de novo-type mouse DNA (cytosine-5) methyltransferases."Nucl.Acids Res.. 29. 3506-3512 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Davies, K.: "Disruption of mesodermal enhancers for Igf2 in the minute mutant."Development. 129. 1657-1666 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Sotomaru, Y.: "Upregulated expression of the imprinted genes H19 and Igf2r in mouse uniparental fetuses."J.Biol.Chem.. 277. 12474-12478 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Ishihara, K.: "An evolutionarily conserved putative insulator element near the 3'boundary of the imprinted Igf2/H19 domain."Hum.Mol.Genet.. 11. 1627-1636 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Kurosawa, K.: "Paternal UPD14 is responsible for a distinctive malformation complex."Am.J.Med.Genet.. 110. 268-272 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Shirohzu, H.: "Three novel DNMT3B mutations in Japanese patients with ICF syndrome."Am.J.Med.Genet.. 112. 31-37 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Sado, T.: "Effect of Tsix-disruption on Xsit expression in male ES cells."Cytogenet.Genome Res.. 99. 115-118 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Ishida, C.: "Genomic organization and promoter analysis of the Dnmt3b gene."Gene. 310. 151-159 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Hata, K.: "Genomic imprinting : mechanisms, significance and evolution."J.Mamm.Ova.Res.. 20. 64-68 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Sado, T.: "De novo DNA methylation is dispensable for the initiation and propagation of X chromosome inactivation."Development. 131. 957-982 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Kubota, T.: "ICF syndrome in a girl with DNA hypomethylation but without detectable DNMT38 mutation."Am.J.Med.Genet.. (in press).

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Kaneda, M.: "Essential role for de novo DNA methyltransferase Dnmt3a in paternal and maternal imprinting."Nature. (in press).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Meguro, M.: "Large-scale evaluation of imprinting status in the Prader-Willi syndrome region : an imprinted direct repeat cluster resembling small nucleolar RNA genes."Hum.Mol.Genet.. 10. 383-394 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Meguro, M: "A novel maternally expressed gene, ATP10C, encodes a putative aminophospholipid translocase associated with Angelman syndrome."Nature Genet.. 28. 19-20 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Ohki, I.: "Solution structure of the methyl-CpG-binding domain of human MBD1 in complex with a methylated DNA."Cell. 105. 487-497 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Takebayashi, S.: "5-aza-2'-deoxycytidine induces histone hyperacetylation of mouse centromeric heterochromatin by a mechanism independent of DNA demethylation."Biochem.Biophys.Res.Commun.. 288. 921-926 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Kino, T.: "Identification of the cis-acting region in the NF2 gene promoter as a potential target for mutation and methylation-dependent silencing in schwannoma."Genes Cell. 6. 441-454 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Takizawa, T.: "DNA methylation is a critical cell-intrinsic determinant of astrocyte differentiation in the fetal brain."Dev.Cell. 1. 749-758 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Kudo, S.: "Functional analyses of McCP2 mutations associated with Rett syndrome using transient expression systems."Brain Dev.. 23 Suppl 1. S165-S173 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Nakao, M.: "Regulation of transcription and chromatin by methyl-CpG binding protein MBD1."Brain Dev.. 23 Suppl 1. S174-S176 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Nakao, M.: "Epigenetics : interactions of DNA methylation and chromatin."Gene. 278. 25-31 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Kudo, S.: "Functional characterization of McCP2 mutations found in male patients with X-linked mental retardation."J.Med.Genet.. 39. 132-136 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Kagotani, K.: "Visualization of transcription-dependent association of imprinted genes with the nuclear matrix."Exp.Cell Res.. 274. 189-196 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Fujita, N.: "MCAF mediates MBD1-dependent transcriptional repression."Mol.Cell.Biol.. 23. 2834-2843 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Kudo, S.: "Heterogeneity in residual function of McCP2 carrying missense mutations in the methyl-CpG-binding domain."J.Med.Genet.. 40. 487-493 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Fujita, N.: "Methyl-CpG binding domain 1(MBD1) interacts with Suv39h1-HP1 heterochromatic complex for DNA methylation-based transcriptional repression."J.Biol.Chem.. 278. 24132-24138 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Mizuno, S.: "Expression of DNA methyltransferases DNMT1,3A and 3B in normal hematopoiesis and in acute and chronic myelogenouse leukemia."Blood. 97. 1172-1179 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Ohno, M.: "Allele-specific detection of nascent transcripts by fluorescence in situ hybridization reveals temporal and culture-induced changes in Igf2 imprinting during pre-implantation mouse development."Genes.Cells. 6. 249-259 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Sado, T.: "Regulation of imprinted X-chromosome inactivation in mice by Tsix."Development. 128. 1275-1286 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Hamatani, T.: "Epigenetic mark sequence of the H19 gene in human sperm."Biochim.Biophys.Acta. 1518. 137-144 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Aoki, A.: "Enzymatic properties of de novo-type mouse DNA (cytosine-5) methyltransferases."Nucl.Acids Res.. 29. 3506-3512 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Davies, K.: "Disruption of mesodermal enhancers for Igf2 in the minute mutant."Development. 129. 1657-1666 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Sotomaru, Y.: "Upregulated expression of the imprinted genes H19 and Igf2r in mouse uniparental fetuses."J.Biol.Chem.. 277. 12474-12478 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Ishihara, k.: "An evolutionarily conserved putative insulator element near the 3' boundary of the imprinted Igf2/H19 domain."Human.Mol.Genet.. 11. 1627-1636 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Kurosawa, k.: "Paternal UPD14 is responsible for a distinctive malformation complex."Am.J.Med.Genet.. 110. 268-272 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Shirohzu, H.: "Three novel DNMT3B mutations in Japanese patients with ICF syndrome."Am.J.Med.Genet.. 112. 31-37 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Sado, T: "Effect of Tsix-disruption on Xist expression in male ES cells."Cytogenet.Genome Res.. 99. 115-118 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Ishida, C.: "Genomic organization and promoter analysis of the Dnmt3b gene."Gene. 310. 151-159 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Hata, K.: "Genomic.imprinting : mechanisms, significance and evolution."J.Mamm.Ova Res.. 20. 64-68 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Sado, T.: "De novo DNA methylation is dispensable for the initiation and propagation of X chromosome inactivation."Development. 131. 957-982 (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Kubota, T.: "ICF syndrome in a girl with DNA hypomethylation but without detectable DNMT3B mutation."Am.J.Med.Genet.. (in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Kaneda, M.: "Essential role for de novo DNA methyltransferase Dnmt3a in paternal and maternal imprinting."Nature. (in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Meguro, M.: "Large-scale evaluation of imprinting status in the Prader-Willi syndrome region : an imprinted direct repeat cluster resembling small nucleolar RNA genes."Hum.Mol.Genet.. 10. 383-394 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Meguro, M: "A novel maternally expressed gene, ATP10C, encodes a putative aminophospholipid translocase associated with Angelman syndrome."Nature Genet.. 28. 19-20 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Ohki, I.: "Solution structure of the methyl-CpG-binding domain of human MBD1 in complex with a methylated DNA."Cell. 105. 487-497 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Takebayashi, S.: "5-aza-2'-deoxycytidine induces histone hyperacetylation of mouse centromeric heterochromatin by a mechanism independent of DNA demethylation."Biochem.Biophys.Res.Commun.. 288. 921-926 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Kino, T.: "Identification of the cis-acting region in the NF2 gene promoter as a potential target for mutation and methylaton-dependent silencing in schwannoma."Genes Cell. 6. 441-454 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Takizawa, T.: "DNA methylation is a critical cell-intrinsic determinant of astrocyte differentiation in the fetal brain."Dev.Cell. 1. 749-758 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Kudo, S.: "Functional analyses of McCP2 mutations associated with Rett syndrome using transient expression systems."Brain Dev.. 23 Suppl 1. S165-S173 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Nakao, M.: "Regulation of transcription and chromatin by methyl-CpG binding protein MBD1."Brain Dev.. 23 Suppl 1. S174-S176 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Nakao, M.: "Epigenetics : interactions of DNA methylation and chromatin."Gene. 278. 25-31 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Kudo, S.: "Functional characterization of McCP2 mutations found in male patients with X-linked mental retardation."J.Med.Genet.. 39. 132-136 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Kagotani, k.: "Visualization of transcription-dependent association of imprinted genes with the nuclear matrix."ExCell Res.. 274. 189-196 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Fujita, N.: "MCAF mediates MBD1-dependent transcriptional repression."Mol.Cell.Biol.. 23. 2834-2843 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Kudo, S.: "Heterogeneity in residual function of McCP2 carrying missense mutations in the methyl-CpG-binding domain."J.Med.Genet.. 40. 487-493 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Fujita, N.: "Methyl-CpG binding domain 1(MBD1) interacts with Suv39h1-HP1 heterochromatic complex for DNA methylation-based transcriptional repression."J.Biol.Chem.. 278. 24132-24138 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Watanabe, S.: "Methylated DNA-binding domain 1 and methylpurine-DNA glycosylase links transcriptional repression and DNA repair in chromatin."Proc.Natl.Acad.Sci.USA.. 100. 12859-12864 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 2005-04-19  

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