ウニ胚発生過程でのDNAメチル化・脱メチル化反応調節と細胞分化に関する研究

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63480023
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 安増 邦夫 早稲田大学, 教育学部, 教授 (10063421)
• キーワード: ウニ胚発生 / 形態形成 / 細胞分化 / DNAメチル化 / ADPリボシルトランスフェラ-ゼ

研究概要

ウニ胚初期発生過程で胚にメチル基にラベルしたメチオニンを投与するか、胚からとり出した核にラベルしたSーアデノシルメチオニンを投与すると、DNAがラベルされ、ウニ胚でDNAメチル化がおこることを示す。DNAのメチル化率は、ふ化前のモルラ期及びふ化後の原腸形成期で高い。胚でメチル化されたDNAは、ふ化前の胚では高率で脱メチル化されるが、ふ化後では脱メチル化は低い。ラベルされたDNAをもつ単離核では、ふ化前の胚の核でもふ化後の胚の核でもほゞ同一速度で脱メチル化がおこる。単離核での脱メチル化は、NAD存在下で促進され、3ーアミノベンザアミドで阻害される。ADPリボシルトランスフェラ-ゼによる核タンパク質のADPリボシル化とDNA脱メチル化の関連を予測させる。メチル化されたDNAを各種の制限酵素で部分分解したDNA断片の電気泳動パタ-ン上で、ふ化前にチメル化したDNAとふ化後にメチル化したDNAでは、メチル化されたDNA断片の位置が異なっている。発生過程でふ化前とふ化後ではメチル化されるDNAの位置が異なっている可能性が高い。
ふ化前の胚でDNAメチル化を阻害した場合、胚の死亡率は増加するが、生存している胚では形態形成の異常はおこならい。一方、ふ化後の胚ではDNAメチル化阻害は死亡率の増加を引き起さないが、原腸形成を中心として胚の形態形成を強く阻害する。ふ化前の胚でDNAメチル化が阻害されれば、胚発生の停止、そして胚の死亡を引き起すが、ふ化後ではDNAメチル化の阻害は、特定細胞の分化の阻害をおこすと考えられる。
ふ化前の胚で転写され、ふ化後では転写されない幼生型ヒストン遺伝子は、ふ化後にメチル化されている可能性を示す結果を得ている。又、ふ化後の胚で転写、さかんな遺伝子として、Na^+K^+ATPア-ゼ遺伝子をとりだし、胚DNAでのその遺伝子のメチル化を解析する試みは進行中である。

研究成果

• [文献書誌] Murofushi,K.,Fujii,M.& I.Yasumasu: "Change in the rate of DNA methylation in sea urchin embryos during early development"
• [文献書誌] Murofushi,K.,Kamata,Y.,Fujiwara,A.& I.Yasumasu: "Change in the rates of methylation and demethylation of DNA in sea urchin embryos during early development"
• [文献書誌] Kamata,Y.,Fujiwara,A.& I,Yasumasu: "Change in the activity of ADPーribosylーtransferase in sea urchin embryos during early development"