Dnmt3b遺伝子に関するクロマチンを介した転写調節機構の解析

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我々は、DNAのメチル化パターンが激変し、それに伴ってクロマチン構造が変化することが予想されるマウス胚性幹細胞(ES)分化系を用いて、細胞分化に伴って発現するDNA methyltransferase 3b(Dnmt3b)遺伝子の転写節機構を解析し、DNAのメチル化を含むゲノムのクロマチン構造を介した発生分化に伴う遺伝子の転写節機構の実態を解明することを目指して研究を進めて来た。まず、ES細胞の中胚葉系細胞への分化に伴うDnmt3b遺伝子の発現をNorthernブロット法、およびS1ヌクレアーゼマッピング法により解析し結果、主要な転写開始点は分化を通して変動しないが、胚葉体形成により分化を誘導すると2つのピークを描いて複雑にmRNAのレベルが変動し、その後分化が進むと発現が著しく抑制されることが明らかになった。そこで転写調節領域を明らかにするために、遺伝子を含む150kbの領域を含むBACクローンを得て、cDNAの5′末端を含む11kbの領域の塩基配列を決定した。その結果、転写開始点が、およそ650bpに渡るCpGアイランド内に位置していることが明らかになった。さらに、発生初期のDnmt3bによるDNAのメチル化の機構を明らかにするために、Dnmt3b蛋白質自身の発現変動を解析した結果、mRNAのレベルの変化と異なり、分化誘導すると一過性に蛋白量は上昇しその後、発現が抑制されることが明らかになった。今後、Dnmt3b遺伝子を含むCpGアイランドのメチル化変動とそのメチル化制御機構および、遺伝子の転写調節機構をクロマチンレベル解析することにより、発生初期における不活性クロマチン形成のなぞに迫る事が予想される。