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DNAメチル化:進化の研究からDNAのアルキル化損傷はシトシンDNAメチルトランスフェラーゼ活性の副産物であることが示された

Nature Genetics 50, 3 doi: 10.1038/s41588-018-0061-8

DNAのシトシンの5位のメチル化(5meC)は真核生物の重要なエピジェネティック標識である。5meCがいったん導入されると、「維持」機能を持つDNMT(DNA methyltransferase)の活性により、DNA複製過程を通してそれが維持され得る。DNAメチル化経路は、起源が古いにもかかわらず、動物種間では大きく異なっており、いくつかの系統では、5meCは翻訳される遺伝子に限定されていたり、全く見られなかったりする。本論文では、比較エピゲノミクスを用いて、DNAメチル化の進化を調べた。モデル線虫(Caenorhabditis elegans)ではDNAメチル化は見られないが、より基礎的な線虫では、反復配列座位を標的としてシトシンのDNAメチル化が保持されている。真核生物では、DNAのメチル化はDNAアルキル化修復酵素ALKB2と共進化したことが分かった。さらに、in vitroおよびin vivoの両方において、DNMTが有害な損傷である3-メチルシトシンをDNAに導入することが分かった。従って、アルキル化損傷は本質的にDNMT活性に関連しており、このことが、多くの種でDNAメチル化の消失が促された背景にあるのかもしれない。

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