Biochemical study of maintenance DNA methylation regulated by histone modification(s)

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エピジェネティクスは、DNA配列の変異によらず、環境や疾患などにより、遺伝子発現が変化する現象である。この現象の分子的背景には、核タンパク質であるヒストン分子上の化学修飾、DNAの修飾（メチル化、ヒドロキシメチル化）、RNA、さらにはクロマチン構造変化などがある。なかでも、DNAのメチル化は、その形成過程と維持過程に大別される。特に、DNAのメチル化の形成過程は、胎児の発生過程、細胞分化、そして癌化などにかかかわる現象であり、どのように機能しているかは生体にとって重要である。なお、一旦形成過程でメチル化模様が形成されると細胞分裂過程で、高効率で維持されていくことがよく知られている。このDNAメチル化を形成する酵素の一つにDnmt3aがあり、一方、維持する酵素として、Dnmt1がある。本年度は、共同研究により、それら酵素の関係を示すことができた。これまでに、私は、ES細胞では、DNAメチル化状態は大きく変化することが知られている。新たにDNAメチル化模様が書き入れられると、TETという酵素がそのメチル化をヒドロキシメチル化され、それがDnmt1で認識されないため、脱メチル化を繰り返すという内容に、ついて以前に報告している（Otani et al. PLOSone, 2013）。しかしながら、ES細胞で、およそDNAメチル化レベルが一定な理由はまだ明らかになっていない。共同研究により、Dnmt1の活性に依存せずに、Dnmt3がメチルする部位や時期を決定しうることが分かった。