2008年9月4日

　京都大学大学院工学研究科の白川昌宏教授、有吉眞理子助教らのグループでは、 東京大学医科学研究所中村祐輔教授と共同で、PFのBL-5Aを用いた構造解析により、細胞分化を決定するゲノム中のメチル化された塩基が二重らせんの外に引き出されて認識されるという機構を明らかにしました。

　多細胞生物では、神経細胞、皮膚細胞、筋肉細胞など、それぞれ形状や機能の違う様々な細胞から構成されていますが、これらの細胞は全て同一なゲノムDNAを持っていて、ひとつの受精卵から細胞分化の過程を経てできあがったものです。同じゲノムDNAを持っているのにもかかわらず、それぞれの細胞が違っているのは、細胞によって機能している遺伝子（遺伝子発現）が異なるためです。この遺伝子発現に重要な役割を果たしているのが、ゲノムDNAのメチル化です。メチル化された部分の遺伝子は発現が抑制、つまり「鍵がかかった」状態となり、細胞の種類によって鍵のかかった場所が異なっています。

　皮膚細胞は、分裂するとやはり皮膚細胞になるように、細胞は一度分化するとその分化状態は固定されます。これは、DNA複製にしたがってメチル化のパターンが正確に継承されるためです。今回、研究グループが調べたタンパク質は、DNA複製直後の片方の鎖だけがメチル化された状態を認識するUHRF1というタンパク質です。このタンパク質の、DNA認識を行うSRAドメインと、片鎖メチル化DNAの立体構造を決定したところ、DNA中のメチル化された塩基が二重らせんの外に引き出されて、タンパク質のポケットにはまりこみ、精密に認識されていることがわかりました。

　この研究成果は、細胞分化の仕組みを解明すると同時に、細胞のがん化やiPS細胞といった、細胞の脱分化に関わる現象に対して重要な知見を与えます。抗がん剤の開発やiPS細胞の産生効率の向上などにも寄与できることが期待されています。

より詳しい説明は、京都大学のウェブサイトをご覧ください。
細胞分化を決定するゲノム中のメチル化塩基は、２重らせんの外に引き出されて認識される（京都大学）

本研究結果は、英国科学誌「Nature」オンライン版で2008年9月3日（日本時間9月4日）に発表されました。

Kyohei Arita, Mariko Ariyoshi, Hidehito Tochio, Yusuke Nakamura and Masahiro Shirakawa : Recognition of hemi-methylated DNA by the SRA protein UHRF1 by a base-flipping mechanism. Nature, published online publication 3 September 2008.

9月4日発行の京都新聞、日刊工業新聞、毎日新聞、読売新聞にこの成果が掲載されました。
京都新聞「タンパク質の「鍵」構造解明　京大グループ、不要なDNAを調節」

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