2016年9月2日

本研究成果のポイント

・ヒトのDNAメチル化※1 の変化には個体差があるが、染色体によって男女で個体差の生じ方が異なることを解明
・DNA配列が全く同じ一卵性双生児ではじめて解析し、遺伝的な違いが個体差に及ぼす影響の可能性を排除
・男女で環境因子への影響程度が異なり、DNAメチル化を臨床応用する上で重要な基礎的データ

概要

大阪大学大学院医学系研究科附属ツインリサーチセンター※2 の渡邉幹夫准教授と岩谷良則教授らの研究グループは、DNAのメチル化の個体差が、常染色体上のDNAにおいては男性のほうが大きく、X染色体上のDNAにおいては女性のほうが大きいことを、世界で初めて明らかにしました。

DNAのメチル化は、遺伝子のエピジェネティック※3 な発現制御に関わる代表的なDNA修飾であり、疾患等に及ぼす後天的な要因として注目され、将来は臨床検査や治療への影響が期待されています。

今回、ツインリサーチセンターの研究グループは、一卵性双生児を対象とし、遺伝子が同一の個体においてDNAメチル化の個体差を解析することにより、常染色体では多くのDNAのメチル化が男性において大きな個体差を生み、X染色体では女性において個体差が大きいことを解明しました。これにより、DNAメチル化を臨床検査や治療に応用する際の基礎的なデータとなることや、疾患発症や臨床経過の男女差に及ぼすDNAメチル化の影響の解明に寄与することが期待されます。また男性のほうが後天的要因(環境要因)への感受性が高い可能性が示唆されます。

本研究成果は、オープンアクセスジャーナル「BMC Medical Genomics」に、8月26日(金)に公開されました。

研究の背景

これまで、ヒトのDNAのメチル化の個体差がどの程度あるのかについては必ずしも明らかでなく、さらにDNAのメチル化の起こりやすさそのものがそもそも遺伝的に決まっている可能性もあるため、ヒトのように遺伝子が異なる個体を対象とした解析が困難でした。

ツインリサーチセンターの研究グループでは、一卵性双生児を対象とし、まったく同一のDNA配列をもつ個体を比較することにより、遺伝的な要素を排除してDNAメチル化の個体差を厳密に解析しました(図)

ツインリサーチセンターが一卵性双生児のサンプルを体系的に収集している、日本でほぼ唯一の研究機関であるため実現した成果です。


一卵性双生児ペア内のメチル化率の差の分布は、常染色体では男性ペアのほうが大きい(X染色体では女性ペアのほうが大きい)

本研究成果が社会に与える影響(本研究成果の意義)

本研究成果により、DNAメチル化が臨床検査や治療に応用される際に必須の基礎データが得られ、あわせて、発症率や臨床経過に男女差のある疾患にDNAメチル化が及ぼす影響の解明が期待されます。

特記事項

本研究成果は、2016年8月26日(金)にオープンジャーナル「BMC Medical Genomics」(オンライン)に掲載されました。

タイトル:“Within-pair Differences of DNA Methylation Levels between Monozygotic Twins are Different between Male and Female pairs”
著者名:Mikio Watanabe; Chika Honda; Osaka Twin Research Group; Yoshinori Iwatani

なお、本研究は、文部科学省特別経費(プロジェクト分)および科学研究費補助金を得て行われました。

用語解説

※1 DNAメチル化
DNAの配列は生涯変化しないが、DNAのシトシン塩基がメチル化されることで遺伝子の発現が制御されうることが知られており、遺伝要因によらない後天的な遺伝子の発現変化に重要な現象

※2 ツインリサーチセンター
2009年に日本ではじめて大阪大学に設置された双生児研究を目的とした研究機関。一卵性・二卵性双生児の登録と、DNAなどの生体試料、臨床検査や疫学調査などのデータ等を体系的に収集し活用するとともに、国際共同研究やふたご同士の交流活動も推進している。

※3 エピジェネティックス
DNAのメチル化に代表される遺伝子の後天的な発現制御に関する分野の名称。ヒストン修飾やマイクロRNAのよる制御などがあり、DNAの配列情報に依存しない遺伝子発現制御が対象。

研究者のコメント

今回の成果が、「男性のほうが女性よりも環境変化に影響されやすい」からなのか、「男性のほうが女性よりも大きな環境の変化に遭遇する機会が多い」からなのかは確定できませんが、男女で後天的な遺伝子の変化の起こりやすさに違いがあることは、疾患の起こりやすさや行動パターンなど、男女で違いがみられるさまざまなことがら(表現型)にも少なからず影響しているのではないかと思われます。

参考URL

医学系研究科保健学専攻生体情報科学講座予防診断学研究室HP
http://sahswww.med.osaka-u.ac.jp/~prevdiag/

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