DNAメチル化による転写終結位置制御機構の解明

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DNAメチル化は転写開始・伸長を制御しているが、転写終結位置における機能は不明なままである。私達は、Dnmt3a欠損変異体（ゼブラフィッシュ、マウス胎児線維芽細胞MEF・神経細胞）を用いて直接の標的であるゲノム領域の解析を行った結果、タンパク質コード遺伝子（PCG）のTranscription termination site（TTS）が低メチル化しており、転写終結異常（読み通し転写）が起こっている事を世界で初めて報告する事に成功した。しかし、未だDNA低メチル化により読み通し転写が起こる機構や、ヒストン修飾との関連性に関しては全く明らかにされていない。そこで本研究課題では、脊椎動物に共通した、転写終結位置の制御におけるDNAメチル化の機能解明を研究目的としている。本年度は、Dnmt3aノックアウトゼブラフィッシュにおけるWhole genome bisulfate sequencing (WGBS)と網羅的遺伝子発現解析RNA-seqのデータを用いて、受精後2日胚での転写終結異常（読み通し転写）に関して詳細なデータ解析を行った。その結果、胚全体を用いて解析を行ったため、有意な読み通し転写の変化を確認する事は出来なかった。しかし、RT-qPCRにより、転写産物を詳細に解析した結果、特定のゲノム領域において転写終結異常（読み通し転写）が起こっている事を明らかにした。更に、Dnmt3aノックアウトゼブラフィッシュでは、特定の遺伝子のエキソンと下流のゲノム領域とのキメラ転写産物が産出されている事を見出した。以上の結果より、Dnmt3aノックアウトゼブラフィッシュを用いて、転写終結位置の制御におけるDNAメチル化の機能解明を行った結果、DNA低メチル化により転写終結異常が起こる事を実験的に世界で初めて明らかにした。