研究テーマ

DNAメチル化を中心にしたエピジェネティクス・エピゲノム解析

私たちのからだを構成する細胞のDNAは、細胞の種類を問わず、すべて同じ遺伝情報をもっている。 では、たとえば脳と心臓と胎盤は、なぜそれぞれ特有の遺伝子発現を行えるのだろう?一度分化した細胞は、細胞分裂後も同じ遺伝子セットの発現を行えるのはなぜだろう?これまでは組織特異的な遺伝子発現は組織特異的転写因子で説明されてきたが、ゲノムDNAが同じなら組織特異的な転写因子も細胞の区別なく同じセットの遺伝子が発現しても不思議はない。ゲノムの遺伝子領域のメチル化は遺伝子のサイレンス機構をもたらす。これまでの研究で、細胞(胚性幹細胞、胎盤栄養膜細胞など)、あるいは組織(脳や肝臓)など、に特有のDNAメチル化・非メチル化模様(DNAメチル化プロフィール)が形成されていることが明らかになってきた。発生・分化の基礎にDNAメチル化を中心としたエピゲノム情報(ゲノム全域のエピジェネティクス情報)が重要である。

キーワード:発生、分化、DNAメチル化、ヒストン修飾、非コードRNA、エピジェネティクス、エピゲノム

図:DNAメチル化プロファイルとクロマチン構造変化
様々な体細胞や生殖細胞は、それぞれのゲノムの活動を決定するエピジェネティック情報をゲノム上に持っており、それぞれの細胞のゲノム中には膨大な数の組織特異的メチル化領域(T-DMR)が存在している。細胞の分化は、DNAメチル化とクロマチン構造変化によるエピジェネティクス状態の相転移と考えられる。


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