エピジェネティクス

エピジェネティックのメカニズム

エピジェネティクス分野は、がんや神経変性疾患、嗜癖の研究に取り組む研究者の注目を集める必須分野となっています。エピジェネティックのメカニズムには、遺伝子発現の一時的な活性化または抑制が関わっています。興味深いことに、これらの変化は、DNA配列を永続的に変化させるものではなくても、世代から世代へと伝わることがあります。エピジェネティクスの3つの主要なメカニズムは、DNAのメチル化、ヒストン修飾、RNA調節です。

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DNAのメチル化

DNAのメチル化は、エピジェネティクスの最もよく知られたメカニズムです。通常、シトシンの5位（C5）へのメチル基付加を助ける酵素であるメチルトランスフェラーゼが関わっています。この付加は主にシトシン‐リン酸‐グアニン（CpG）ジヌクレオチドで起こります。しかし、非CpGメチル化も起こります。DNAのメチル化の解析は、多くの場合、遺伝子発現の理解を助けるために行われます。この種の解析としては、DNAを切断した後にHPLCや質量分析法を用いて解析するメチル化定量、または亜硫酸水素ナトリウム変換後にPCRによるシーケンシングおよび解析を行うメチル化定量などがあります。

ヒストン修飾

ヒストン修飾はもう1つの古典的エピジェネティックのメカニズムです。アセチル化、メチル化、リン酸化や、遺伝子発現に影響を及ぼすその他のメカニズムによりヒストンを変化させる、さまざまな方法が関わっています。ヒストンはタンパク質であり、DNAとともにヌクレオソームを構成します。ヌクレオソームの束がクロマチンを作り、これが染色体を構成します。一般的にヒストン修飾は、アミノ酸のリジンまたはアルギニンを高い割合で含む、ヒストンのN末端尾部で起こります。このエピジェネティック調節を研究する1つの方法は、クロマチン免疫沈降（ChIP）法を使用することです。

RNA調節

RNA調節については、その他のエピジェネティックのメカニズムと比べてあまり知られていません。RNAシグナル伝達は、クロマチン構造の調節を通じてエピジェネティクスに役割を果たすと考えられています。mRNAや、特に長鎖ノンコーディングRNAなどのノンコーディングRNA、およびマイクロRNAが遺伝子発現を調節する仕組みについて検討されています。さらに、クロマチンとRNAの関連やエピジェネティクスにRNAが果たす役割を理解するために、RNA精製によるクロマチン単離（ChIRP）またはRNA免疫沈降（RIP）法が利用されています。

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