ゲノムDNAのメチル化による細胞分化のエビジェネティツク機構

摘要

晴乳類ではゲノムDNAを構成する4種類の塩基のなかで，唯一，シトシンのみがメチル化されることが知られている．メチル化シトシンがウシのゲノムDNAから発見されたのは1948年のことである。 それ以来，様々な研究が行なわれ，転写調節領域のメチル化は遺伝子のサイレンス機構と関連していることが明らかにされっっぁる．すなわち脊椎動物においては，遺伝子の発現状態と非発現状態の転写速度の遣いが106倍以上異なっており，最大約103倍程度の転写制御を行なっている細菌と異なり，“転写のモレ”の度合いは極めて低いことが知られている．DNAメチル化は脊椎動物における厳密な制御の分子機構として中心的役割を果たしているのである．我々は哺乳類ゲノムDNAの様々な遺伝子座は，細胞、組織特異的にメチル化による分子修飾を受けており，各体細胞のゲノムDNAは決して同一ではないことを明らかにしてきた．メチル化パターンは生殖細胞の発生過程では同酵素活性は大きく変化すること，また，初期胚では成体に比べゲノムメチル化の程度が大幅に低く，またDNAメチル転移酵素の活性も低いことも明らかにされている．ゲノムDNAのメチル化は．細胞、組織特有の遺伝子発現パターンを規定することになるので，身体を形成するうえでの設計図とも考えられる。正確な組織特異的ゲノムメチル化パターン形成が，正常個体の発生に必要なのである．したがって，例えば．体細胞由来クローン動物作出の障害の1つとなってきたことは間違いない．ゲノムDNAのメチル化研究は，個体発生や細胞分化の分子機構として，あるいはクローン動物生産，ガン予防や治療，環境汚染物質による病態解明，など，様々な基礎、応用研究分野の基盤として重要な意味をもつ．