ポリコーム複合体によるDNAメチル化の維持と幹細胞機能

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Bmi-1の会合分子を酵母two-hybrid法により検索したところ、Dmap1(DNA methyltransferase-associated protein 1)というコリプレッサーを同定することができた。Dmap1はDNAメチル基転移酵素であるDnmt1と結合する分子であることが知られており、実際、免疫沈降実験や免疫染色による共局在の解析からBmi-1がDmap1を介してDnmt1と複合体を形成することが明らかになった。Dmap1とDnmt1は複製の初期にPCNAと複合体を形成し、新規DNA鎖のメチル化パターンの形成に関与するとされる。これらの結果から、Bmi-1はDnmt1を介して制御領域のDNAメチル化パターンの維持に関与しているものと考えられた。そこで、DNAメチル化パターンの異常を、DNAメチル化異常部位のゲノム網羅的解析法methylation-sensitive-representational difference analysis(MS-RDA)により検索した。胎児肝造血細胞について野生型とBmi-1欠損マウスを比較したところ、DNAのメチル化パターンが変化している領域を同定することができた。同定した遺伝子領域近傍の遺伝子発現を野生型とBmi-1欠損マウス間で比較したところ、多くの遺伝子においてBmi-1欠損による遺伝子発現の変化が確認され、興味深いことに、すべてにおいて発現の脱抑制(Bmi-1欠損細胞における発現亢進)が観察された。したがって、Bmi1は少なくとも一部の制御遺伝子領域においてDNAメチル化とヒストン修飾を協調的に制御することにより細胞記憶の維持を担っているものと考えられた。