ディーエヌエー‐メチルか〔‐クワ〕【DNAメチル化】
DNAメチル化
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2023/12/31 14:31 UTC 版)
DNAメチル化（ディーエヌエイメチルか）とは、DNA中の塩基の炭素原子にメチル基修飾が付加される化学反応である。真核生物から原核生物、ウイルスに到るまで、生物に広く見られる。特に真核生物の場合、CpG アイランド部分などのゲノム領域でよく見られ、エピジェネティクスに深く関わり複雑な生物の体を正確に形づくるために必須の仕組みであると考えられている。がんの形成や進行にも関わっていると考えられている。
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- 1 DNAメチル化とは
- 2 DNAメチル化の概要
- 3 真菌
- 4 推薦文献
- 5 関連項目
DNAメチル化
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/03/31 15:50 UTC 版)
「エピジェネティクス」の記事における「DNAメチル化」の解説
詳細は「DNAメチル化」を参照 DNAメチル化は真正細菌を含めた広範な生物に見られる現象である。真核生物でのメチル化はシトシンを5位にメチル基を付加する反応である。メチル化された5-メチルシトシンはグアニンと対を作る際に、通常のシトシンとほぼ同様に行動する。シトシンとグアニンが隣接しているCpG部位（英語版）でのメチル化は、哺乳類と被子植物の反復配列で良く観察され、トランスポゾンの転移抑制に強く関わっている。また、哺乳類と同じように被子植物でも、DNAメチル化によるゲノムインプリンティングが起きている。他方で、被子植物のDNAメチル化には動物にはないCpG部位以外でのメチル化もあり、それに関与する酵素も同定されている。哺乳類や被子植物などCpG部位でのDNAメチル化状態を変更する共通の方式は、 未修飾CpG部位への新規書き込みである「新規メチル化（de novoメチル化）」 ヘミメチル化DNAをメチル化する「維持メチル化」 既存メチル基の「脱メチル化」 がある。一般的には、1)は遺伝子発現の抑制、2)はメチル化状態の細胞分裂後への継承、3)は遺伝子発現の活性化に作用する。DNAメチル化が遺伝子サイレンシングに働く原理として、メチル化されたこと自体が転写因子がDNAに接近することを妨げる、メチル化DNAにタンパク質が結合して間接的に転写因子の接近を妨げる、DNAメチル化がヒストン修飾を誘導する、などが報告されている。 CpG部位DNAメチル化はゲノム全体に存在するが分布は一様ではない。哺乳類では全CpGのうち70%程度がメチル化されており、トランスポゾン、サテライトDNA、エクソンなどが高度にメチル化されている。他方、プロモーターおよびその周辺領域に存在するCpGアイランドは基本的にはほとんどメチル化されていない。例外的なCpGアイランドのメチル化は、X染色体不活性化でのヘテロクロマチンへの構造変化、発がん過程でのがん抑制遺伝子の発現抑制などで観察される。このようなCpGアイランドのメチル化は、組織特異的な遺伝子の不活性化でも観察されており、それぞれの細胞機能と関わっているものと考えられている。 哺乳類におけるDNAメチル化は、少なくとも3つの独立したDNAメチル基転移酵素 (DNMT1, DNMT3A, DNMT3B) の相互作用によって付加または維持される。体細胞で最も多いメチル基転移酵素であるDNMT1は、DNA複製部位に局在してヘミメチル化DNAを優先的に修飾することにより、複製後の新規DNA鎖にメチル化のパターンを写す。この酵素は適切な胚発生・インプリンティングおよびX染色体不活性化のために不可欠である。シロイヌナズナでも同様の維持メチル化機能を持つ酵素MET1が存在し、哺乳類DNMT1と同じ起原を持つ遺伝子（オーソログ）であることが分かっている。また、シロイヌナズナのde novo型DNAメチル化酵素は、哺乳類のDMNT3のオーソログにあたるDRM2である。なお、植物で知られているRNA指令型DNAメチル化（英語版） (RNA-directed DNA methylation: RdDM) については、非翻訳性RNAによる制御#RdDMで後述する。
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DNAメチル化
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「アンチセンスRNA」の記事における「DNAメチル化」の解説
DNAのメチル化は、遺伝子特異的な長期的なダウンレギュレーションを引き起こす。ヒトのいくつかの疾患では、asRNAによって誘導されるDNAメチル化を介した機能的タンパク質の抑制がみられる。ヘモグロビン値の低下によって組織中の酸素が不足する血液疾患であるαサラセミア（英語版）では、LUC7L（英語版）の異常な転写産物がHBA1（英語版）のasRNAとして機能し、HBA1のプロモーターのメチル化を誘導することでダウンレギュレーションを行う。他の例としては、急性リンパ性白血病や急性骨髄性白血病におけるp15INK4b（CDKN2B遺伝子）のサイレンシングが挙げられる。このサイレンシングを担うasRNAはANRIL（英語版）（antisense non-coding RNA in the INK4 locus）であり、p15INK4bをコードする同じ遺伝子座から発現する。
※この「DNAメチル化」の解説は、「アンチセンスRNA」の解説の一部です。
「DNAメチル化」を含む「アンチセンスRNA」の記事については、「アンチセンスRNA」の概要を参照ください。
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