Cell cycle-dependent turnover of 5-hydroxymethyl cytosine in mouse embryonic stem cells

DNA の脱メチル化の中間体である5-ヒドロキシメチルシトシンが胚性幹細胞内でどのように消長しているのかを明らかにしました。

Cell cycle-dependent turnover of 5-hydroxymethyl cytosine in mouse embryonic stem cells.
J. Otani, H. Kimura, J. Sharif, T. A. Endo, Y. Mishima, T. Kawakami, H. Koseki, M. Shirakawa, I. Suetake, and S. Tajima.
PLoS ONE, 8, e82961, 2013

維持型のメチル化酵素 Dnmt1 は、脱メチル化の中間体として知られるヒドロキシルメチルシトシンを含むヘミヒドロキシメチル DNA をほとんどメチル化することができない。また、複製時に維持メチル化に必須な因子 Uhrf1(Np95)のヘミメチル化 CpG を認識する SRA ドメインもまたそのメチル化シトシンを結合するポケットに立体障害からヒドロキシメチルシトシンを結合することが困難である。このことから、ヒドロキシル化されたメチルシトシンは複製時にメチル化は維持されず、脱メチル化されていく。実際、複製時にヒドロキシメチルシトシンは約半分に希釈されていた。また胚性幹(ES)細胞内では、de novo 型のメチル化酵素である、Dnmt3a と Dnmt3b がいれたメチル化シトシンが選択的にヒドロキシル化されていた。ES 細胞ではヒドロキシメチルシトシンは細胞周期に依存したダイナミックな消長をしていることを明らかにした。