研究課題
脊椎動物ゲノムのCpG配列中のシトシン塩基は、しばしばメチル化修飾を受けている。シトシン塩基のメチル化は、遺伝情報発現に抑制的に働く“エピジェネティクス”要因の一つであり、DNAのメチル化による遺伝情報制御は発生・分化に欠くことができない重要な役割を果たしている。メチル化模様は複製の過程で次世代の細胞に正確に伝えられる。この世代を超えたメチル化模様の伝達にはDnmt1と呼ばれるDNAメチル化酵素の一つが責任酵素として働いている。本研究計画ではDnmt1について、へミメチル化（片鎖だけがメチル化された）DNAを認識する機構と、生体内でメチル化模様の維持に必須な因子であるUhrf1（別名Np95）との共役について、構造生物学的、生化学的に明らかにする。本年度は、Dnmt1の複製領域標的化（RFTS）領域は、Uhrf1と相互作用して複製に共役したDNAメチル化模様の維持に寄与するだけではなく、Dnmt1の触媒ポケットを覆うことによって、複製期以外の時期にゲノムが異常なメチル化を受けないようにゲノムを守っていることを、胚性幹細胞を用いて証明し、報告した。このRFTS領域と触媒ポケットの相互作用面に変異のある家族性の神経疾患症例が報告されているので、これに相当する変異をマウスDnmt1に導入し、ES細胞に発現させ、これを神経細胞に分化させたところ、小脳プルキンエ細胞で有意にアポトーシスが観察された。RFTS領域が触媒ポケットに正常に収まっていることは神経分化にとり重要であると考えられる。また、ヘミメチルDNAからヌクレオソームを再構成して、これに対するDnmt1によるメチル化特性を調べ、Dnmt1がヌクレオソームに巻きついた部分をメチル化することができないことを示した。このことは、Dnmt1が複製期に維持メチル化するにはDNAがヌクレオソーム構造をとっていない状態である必要があることを示している。
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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