多因子疾患の要因としてのインプリント遺伝子の網羅的探索:cSNPを利用したアプローチ

全面搜索印记基因作为多因素疾病的因素：使用 cSNP 的方法

基本信息

批准号：
13770055
负责人：
萩原百合子
金额：
$ 1.34万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13770055/
关键词：
インプリンティングメチル化ゲノムインプリンティング

项目摘要

ゲノムインプリンティングは親の性に依存的なゲノムの修飾を意味し、インプリント遺伝子はどちらの親に由来したかに応じて片方のアレルからのみ選択的に発現しているか発現量が著しく異なる。この奇妙な現象は、細胞の増殖・分化や個体の発生で重要な役割を果たし、メンデル遺伝に従わない遺伝病の他に癌・糖尿病・躁鬱病などの疾患への関与が報告されている。インプリント遺伝子の近傍には片アレル特異的に高メチル化されている傾域DMR (differentially methylated region)が存在し、DMRの脱メチル化と共にインプリンティングの破綻がみられることから、DMRのアレル別メチル化はインプリンティングを担う重要な機構であると考えられている。DMRはCpG island (CGI)様の配列と縦列反復構造をとるという構造的特徴を持つ。通常CGIは遺伝子のプローモーター領域に存在し、メチル化を免れているのに対し、インプリント遺伝子の近傍や不活性化されたX染色体では例外である。したがって、片アレルのみメチル化されているCGIを検索することでDMRを効率的に同定でき、その周辺領域から新規インプリント遺伝子が検出できると考えられる。本研究では、多くの疾患遺伝座がマップされ、塩基配列が正確であるヒト第11番染色体長腕をターゲットにした。in sillicoでそのゲノム塩基配列中からプログラムによるCGIの抽出を行い、SINE、LINEなどの反復配列を含むCGIをプログラムにより検出した後排除した結果、657個のCGIを得た。このとき同時に、抽出されたCGIの縦列反復構造をHarr-Plot解析により検出した。メチル化状況の解析には、独自に考案したHpa II-McrBC-PCR法を用い、DMRの網羅的検索を行った。現在、205個のCGIのHpa II-McrBC-PCR法による解析を終えている。哺乳類の多くのCGIがそうであるように、解析を終えた205個のうちそのほとんど(161個)が非メチル化を示した。そして、完全メチル化、不完全メチル化を示したものはそれぞれ、28個、1個であった。現在のところ、DMRである可能性を示したCGIは15個である。今後、残りのCGIのHpa II-McrBC-PCR解析を進めるとともに、DMRである可能性のあるCGIについてアレル別メチル化をBisulfite genomic sequencing法により調べる。そして、アレル別にメチル化状況の異なるCGIはSNPを利用してメチル化アレルの由来を明らかにし、その近傍の遺伝子発現のインプリンティングを検討する。

基因组印记是指父母性别依赖性的基因组修饰，而印迹基因的量仅根据一个等位基因来选择性地表达，具体取决于刻有印迹基因的父母，或表达水平显着差异。这种奇怪的现象在细胞增殖，分化和个体发育中起着重要作用，除了不遵循门德尔遗传的遗传疾病外，据报道，它参与了癌症，糖尿病和躁狂抑郁症等疾病。在烙印基因的附近，存在一个差异甲基化的区域（DMR），该区域在一个等位基因中是特异性高甲基化的，并且与DMR的去甲基化一起发生势力衰竭，因此DMR的等位基因甲基化被认为是负责印记的重要机制。 DMR具有具有CPG岛（CGI）的阵列和串联迭代结构的结构特征。 CGI通常存在于基因的启动子区域中，并免于甲基化，除了其印记基因附近和灭活的X染色体附近。因此，人们认为可以通过搜索仅由一个等位基因甲基甲基的CGI来有效地识别DMR，并且可以从周围地区检测到新的印迹基因。在这项研究中，将许多疾病的遗传基因座映射并针对人类染色体的长臂，其基本序列是准确的。使用Silklico中从基因组碱基序列中提取CGI，并在编程中检测并排除了包含重复序列（例如正弦和线）的CGI，导致657 CGI。目前，通过Harr-plot分析检测到提取的CGI串联迭代结构。为了分析甲基化状态，使用我们设计的HPA II-MCRBC-PCR方法对DMR进行了详尽的搜索。目前，已使用HPA II-MCRBC-PCR方法分析了205个CGI。与哺乳动物中的许多CGI一样，分析的205（161）中，大多数（161）表现出未甲基化。此外，28和1分别表现出完全的甲基化和不完全的甲基化。目前，有15个CGI显示出成为DMR的可能性。将来，我们将继续对剩余CGI进行HPA II-MCRBC-PCR分析，并研究CGI的等位基因甲基化，使用Bisulfite基因组测序方法可能是DMR。然后，使用每个等位基因的甲基化状态不同的CGI来阐明甲基化等位基因的起源，并研究了附近基因表达的印迹。