インプリント制御領域へのゲノムワイド的アプローチ

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由来する親の性に依存して一方のアレルのみが発現するインプリント遺伝子の近傍には、アレル特異的にメチル化されるゲノム領域(DMR)が存在し、インプリンティングの成立維持への関与が示唆されている。これらDMRはCpGアイランド(CGI)様の配列でしかも縦列反復構造をとるという特徴がある。通常CGIは遺伝子のプロモーター近傍に存在しメチル化を免れているが、その例外がDMRと不活化X染色体上のCGIであり、これらはメチル化アレルと非メチル化アレルの混在型(CMI)を示す。したがって情報学的にCGIを網羅するための完全なゲノム配列とCMIを検出する簡便な方法があればインプリント遺伝子を効率的に同定できる可能性が高い。そこで、我々はこのアプローチの有効性を検証する目的で、配列情報が最も正確であるヒト21番染色体長腕部から情報学的に抽出したCGIに関して、独自に考案したHapll-McrBC PCR法を用いてそれらの末梢血細胞中でのメチル化状態を網羅的に検討した。一定基準で選択された同染色体上のCGIのほぼ全体にあたる149個を解析したところ、完全にメチル化されたものが31個、CMIが7個、どのアレルも部分的にメチル化されたものが8個で、残りはメチル化されていないことが分かった。更に、CMI7個のうちテロメア領域由来の3個については、多型を利用してメチル化のアレル特異性を検討した。その結果、2つは母親由来のアレルのみが選択的にメチル化を受けるが、残る1つに関しては「どちらか一方のアレルが必ずメチル化されるが、そのアレルが由来する親の性は個体によって異なる」という新奇なパターンを示すことが明らかになった。