DNAのメチル化を切り替える因子の同定法を開発

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-転写因子によるDNAメチル化制御の解明に期待-

2017年12月14日

理化学研究所

理化学研究所(理研)ライフサイエンス技術基盤研究センター細胞機能変換技術研究チームの鈴木貴紘研究員と鈴木治和チームリーダーらの研究チームは、DNAメチル化を制御する転写因子[1]を効率的に同定する方法を開発しました。

ヒトの体には300種類以上の細胞があるといわれており、それらの細胞は全て同じ遺伝子のセット(ゲノム)を持っています。それぞれの細胞が異なる機能を持つためには、その細胞に必要な遺伝子だけがオンになり、それ以外の遺伝子はオフのまま抑制されなければなりません。この遺伝子発現のオン、オフを決めているものの一つがDNAのメチル化修飾[2]です。DNA上には遺伝子の発現を制御する領域(プロモーター[3])があり、この領域がメチル化されると遺伝子の発現はオフに、脱メチル化されるとオンになります。研究チームは2017年9月、転写因子のRUNX1[4]タンパク質が部位特異的なDNA脱メチル化を誘導することで、血液細胞の分化に重要な働きをすることを示しました注1)。転写因子は2,000種以上が知られていますが、RUNX1以外の転写因子がDNAメチル化の制御に関わっているかはほとんど分かっていません。

今回、研究チームは、培養細胞での転写因子の過剰発現、メチローム解析[5]バイオインフォマティクス解析[6]を組み合わせることで、DNAメチル化制御に関わる転写因子を効率的に同定する方法を開発しました。開発した方法を用いて15種の転写因子を調べたところ、そのうちの半分以上の8種がDNA脱メチル化に関わっていることが分かりました。一方、脱メチル化からメチル化への切り替えに関わる転写因子は同定されませんでした。このことから、転写因子によるDNAメチル化制御は、主としてメチル化から脱メチル化の切り替えにより行われる可能性が示されました。

今回開発した方法は、転写因子によるDNAメチル化制御の全体像を解明するための有効なツールとなります。DNAメチル化の異常は、がんなどさまざまな疾患の原因になることが知られています。今後、転写因子によるDNAメチル化制御と疾患の関係を明らかにすることで、疾患の原因究明や新たな治療法の開発につながると期待できます。

本研究は、米国の科学雑誌『Epigenetics and Chromatin』のオンライン版(12月8日付け)に掲載されました。

注1)2017年9月7日プレスリリース「血液細胞の分化に必要な遺伝子をオンにするスイッチ

※研究チーム

理化学研究所 ライフサイエンス技術基盤研究センター 機能性ゲノム解析部門
オミックス応用技術研究グループ 細胞機能変換技術研究チーム
研究員 鈴木 貴紘 (すずき たかひろ)(横浜市立大学大学院生命医科学研究科 大学院客員研究員)
チームリーダー 鈴木 治和 (すずき はるかず)
テクニカルスタッフⅠ 前田 紫緒里(まえだ しおり)
テクニカルスタッフⅠ 降籏 絵里奈(ふるはた えりな)
テクニカルスタッフⅠ 中西 友理 (なかにし ゆり)
人材派遣 西村 創 (にしむら はじめ)
テクニカルスタッフⅠ 木嶋 真美 (きしま まみ)

http://www.riken.jp/pr/press/2017/20171214_2/

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