エピジェネティクスに基づくゲノム多様性形成の分子基盤の解明

ヒトDNAに書き込まれた全遺伝情報は,新聞記事に換算するとおおよそ30年分にも及ぶ。このゲノムDNAは「生命の設計図」とも表現されるが,そもそも親から子へ,親細胞から娘細胞へと伝達される情報は,すべてDNAに書き込まれているわけではない。例えば,卵子には一束のDNA以上のものが含まれている。つまり,クロマチンには「遺伝暗号」あるいは「遺伝子コード」と表現されるいわゆる遺伝情報に加え,膨大なDNA情報が適切に利用されるための第2の暗号が隠されていると考えることもできる。これは,DNAメチル化やヒストンの化学修飾に代表される「エピジェネティックコード」とも呼ばれ,近年になって大変な注目を集めている。本研究課題においては、維持メチル化酵素であるDnmt1に結合能を有する新規のヒストンユビキチン化酵素(XNDs)を欠失したマウスES細胞とノックアウトマウスを樹立し、XND95を特異的に欠失させたES細胞だけでなく,胎生初期に致死に至るノックアウトマウス個体においても大規模な脱メチル化が認められることを明らかにした。また、母親と父親由来の遺伝子が区別されるゲノムインプリンティングが完全に消失することを明らかにした。このように、個別的かつ包括的なDNAメチル化状態とヒストン修飾の解析を精力的に進め、DNAメチル化とヒストン修飾の機能的な役割分担を明らかにすることにより,エピジェネティクスの分子基盤の本質に迫る大変に貴重な知見が得られた。

ヒトDNAに書き込まれた全遺伝情報は,新聞記事に換算するとおおよそ30年分にも及ぶ。このゲノムDNAは「生命の設計図」とも表現されるが,そもそも親から子へ,親細胞から娘細胞へと伝達される情報は,すべてDNAに書き込まれているわけではない。例えば,卵子には一束のDNA以上のものが含まれている。つまり,クロマチンには「遺伝暗号」あるいは「遺伝子コード」と表現されるいわゆる遺伝情報に加え,膨大なDNA情報が適切に利用されるための第2の暗号が隠されていると考えることもできる。これは,DNAメチル化やヒストンの化学修飾に代表される「エピジェネティックコード」とも呼ばれ,近年になって大変な注目を集めている。本研究課題においては、維持メチル化酵素であるDnmt1に結合能を有する新規のヒストンユビキチン化酵素(XNDs)を欠失したマウスES細胞とノックアウトマウスを樹立し、XND95を特異的に欠失させたES細胞だけでなく,胎生初期に致死に至るノックアウトマウス個体においても大規模な脱メチル化が認められることを明らかにした。また、母親と父親由来の遺伝子が区別されるゲノムインプリンティングが完全に消失することを明らかにした。このように、個別的かつ包括的なDNAメチル化状態とヒストン修飾の解析を精力的に進め、DNAメチル化とヒストン修飾の機能的な役割分担を明らかにすることにより,エピジェネティクスの分子基盤の本質に迫る大変に貴重な知見が得られた。