メチル基1つでDNAの運動性が変わることを解明 -運動性というDNA上の目印-

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 Erik Walinda 医学研究科助教、菅瀬謙治 工学研究科准教授、古川亜矢子 横浜市立大学特任助教、有田恭平 同准教授の研究グループは、ゲノムの安定性や遺伝子発現の制御などに関わるDNAのエピゲノム修飾が二本鎖DNAの局所的な運動性を大きく変化させることを明らかにしました。

 DNAのシトシンはエピゲノム修飾の一つとしてメチル化されますが、この修飾によりDNAの二重らせん構造はほとんど変化しません。しかし、ある種のタンパク質はメチル化されたシトシンを特異的に認識します。このことは大きな謎でした。本研究では、たった一つのメチル基が二本鎖DNAに導入されるだけでその運動性が局所的に大きくなることをNMR(核磁気共鳴)と分子動力学計算によって明らかにしました。このことは運動性の違いがエピゲノム修飾の目印となっていることを示唆します。本研究の成果は、将来的に「エピゲノム修飾はDNAを化学的に修飾するだけでなく運動性も修飾する性質がある」という概念の刷新に繋がることが期待されます。

 本研究成果は、2020年12月19日に、国際学術誌「Nucleic Acid Research」のオンライン版に掲載されました。

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図:本研究のイメージ図
書誌情報

【DOI】 https://doi.org/10.1093/nar/gkaa1210

【KURENAIアクセスURL】 http://hdl.handle.net/2433/259843

Ayako Furukawa, Erik Walinda, Kyohei Arita, Kenji Sugase (2020). Structural dynamics of double-stranded DNA with epigenome modification. Nucleic Acids Research, gkaa1210.