山梨医科学雑誌 第23巻3号 065-074(2008)
<原 著>
ヒトリンパ球における遺伝子プロモーター領域のDNA メチル化
パターン:臨床研究にむけてのエピゲノム基盤
大 堀 健 太,宮 成 悠 介,楊 春 妹,五月女 雅 樹,
遠 藤 和 志,宮 川 洋 三,佐々木 裕 之,久保田 健 夫
要 旨:疾患の遺伝学的理解には,遺伝子の構造だけでなく,その発現状態についての理解も必要である。DNA へのメチル化修飾に代表されるエピジェネティクスは,このような遺伝子調節を司るメカニズムである。しかしながら,そのゲノムワイドでのエピジェネティクスパターン解析すなわちエピゲノムの理解はまだほとんど進んでいない。そこでわれわれは,臨床的に最も利用されるヒト末梢血中のリンパ球におけるさまざまな遺伝子のDNA メチル化パターンを,亜硫酸ナトリウム処理塩基配列決定法を用いて調べた。その結果,解析対象とした24 遺伝子において,(1)リンパ球のメチル化パターンは個体間でほとんど違いがないこと,(2)リンパ球のメチル化パターンは線維芽細胞のものとかなり異なること,(3)CpG 配列の密度が低い方が高いメチル化が見られる傾向にあること,が判明した。以上の定量的なメチル化情報は,全遺伝子プロモーターにおけるメチル化状態の把握を可能にするゲノムマイクロアレイ法の定量性判定に有用であり,これにより正常リンパ球におけるエピゲノム情報の整備がなされれば,エピゲノム変化が想定される後天性疾患の診断や病態把握に役立つものと思われた。
キーワードDNA メチレーション,エピジェネティクス,エピゲノム,CpG アイランド
Promoter Methylation Patterns in Human Genome: Implication for Clinical Epigenomic Studies
Kenta OHORI, Yusuke MIYANARI, Chunshu YANG, Masaki SOUTOME,
Kazushi ENDOH, Yozo MIYAKAWA, Hiroyuki SASAKI, Takeo KUBOTA
Abstract: Human genome project reveals gene numbers and its structure, but to understand the pathogenesis of diseases, it is important to know when and which gene is expressed in the human genome. DNA and histone modification, such as methylation, is the mechanism that controls gene expression. However, little is know about the genome wide expression pattern (epigenomic pattern). Therefore, we investigated promoter methylation in various genes in lymphocytes in the peripheral blood that is frequently used in clinics, using bisulfite sequencing. In the 24 genes analyzed, we found that (1) methylation patterns in the lymphocytes were almost the same between different individuals, (2) methylation patterns in lymphocytes were different from those in fibroblasts, (3) the CpG-less promoters were highly methylated compared with the CpG-rich promoters. These findings will be used to validate sensitivity and quantitative aspect in the genome microarray, which enables us to analyze the promoter methylation in the whole genome. Epigenomic information in lymphocytes may be useful for clinical diagnosis and assessment in the acquired diseases, in which epigenomic changes are expected.
Key words: DNA methylation, epigenetics, epigenome, CpG island
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