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1月24日 DNAメチル化の調節(Nature オンライン版掲載論文)

2015年1月24日

一般の人の興味を引くことはないテーマだが、ガン研究や生活習慣病の分野ではDNAのメチル化の重要性が広く理解されるようになってきた。これは、ゲノム全体にわたってDNAメチル化の状態を知ることができるようになり、重要な遺伝子の発現調節がメチル化の違いで狂わされていることが明らかになってきたからだ。ただ、膨大なゲノムに広く分布するメチル化部位を調節し、また維持しているメカニズムについてはわかっていないことが多い。DNMT1, DNMT3a,  DNMT3bがDNAを直接メチル化する酵素で、DNA複製時にすでに確立したメチル化部位を正確に新しく出来るDNA鎖に写し取っていくDNMT1についてはメカニズムも分かっているが、他の2つの酵素についてはわからないことが多かった(少なくとも私の頭の中での整理はついていなかった)。その意味で、今日紹介するスイス・バーゼルにあるフリードリッヒ・ミーシャー研究所からの論文は私の頭の整理には大変役立つ研究で、Natureオンライン版に掲載された。タイトルは「Genomic profiling of DNA methyltransferases reveals a role for DNMT3b in genic methylation (DNAメチル化酵素の結合部位のプロフィルの解析により遺伝子メチル化でのDNMT3bの役割が見えてくる)」だ。この研究の鍵は、DNMT3bなどのメチル化酵素が結合しているゲノム上の領域を解析できるようにしたことだろう。もちろん酵素をDNAに結合した状態で回収して、結合部分を特定する方法(Chip法と呼ばれている)はすでに広く普及しており、現役時代は私の研究室でも普通に行っていた。その意味で、どうしてDNMT3bの結合部位の解析が行われていなかったのか不思議だが様々なテクニカルな問題があったのだろうと想像する。この研究では、DNMT3bや他の遺伝子に標識をつけた細胞を使って、これらの分子が結合しているゲノム領域が調べられるようにしている。得られたプロファイルは他の分子の結合プロフィルと比べると、ピークがぼけていて、確かに解析は難しそうだ。そこをなんとか判読することができるようにするのは大変だったと思う。幸い、理研発生再生総合研究センターの岡野さんたちが樹立した全ての酵素が欠損したES細胞をコントロールとして用い、その細胞にDNMT3bだけを戻す実験から、DNMT3bの結合部位をよりはっきりと確かめることができている。このような道具を組み合わせて得られた結論をまとめると次のようになる。1)DNMT3bとDNMT2aの結合部位は異なっている、2)DNMT3bは転写が活発な部位に結合する、3)しかしプロモーターやエンハンサーなどの転写の中心には結合しない、4)DNMT3bはH3K36me3(36番目のリジンがメチル化されたヒストン)に結合してその近くをメチル化する、5)こうしてメチル化される部位はgene bodyと呼ばれる遺伝子が転写されている場所に集中している。もし結論が正しければ、頭がすっきりして新しい想像が湧いてくる研究だと思った。少し専門的になるが、例えばこのgene bodyのメチル化はRNAを切り張りするスプライシングに関わるのではないかと想像されている。とすると、多くのガンで、RNAスプライスに関わる分子の異常が見られることとも関係するのかもしれない。バラバラだった現象が徐々に一つの話にまとまっていく気分が味わえる論文だった。ただ、プロファイリングの解釈は恣意的過ぎるかもしれないという懸念はある。それでも私としては、一つの視点が得られることで十分だ。バラバラで整理されずに現象が散らばっているより、ずっとましだ。


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