人の成長・発育に影響を与える「ゲノム刷り込み」の仕組みを解明―出生前後の奇形や成長障害の解明、治療につながると期待：筑波大学
(2021年12月21日発表)
筑波大学生命環境系の松﨑仁美助教らの研究グループは12月21日、人や哺乳動物の正常な発生・成長に関わる「ゲノム刷り込み」について、「H19遺伝子」が父親由来では抑制され、母親由来だけが正しく発現するメカニズムを解明したと発表した。染色体の遺伝子制御が破綻すると、出生前後の成長障害や異常発育などの難病の原因になるといわれ、こうした疾患の解明につながると期待されている。
人や哺乳動物は、有性生殖によってゲノム（全遺伝情報）を父親と母親から１セットずつ計２セット受け継いでおり、両親からの遺伝子が等しく子供で発現する。
ところが一部の遺伝子は、両親のどちらか一方から受け継いだ時だけ発現することから、ゲノムは受け継いだ親を記憶していると考えられ、「ゲノム刷り込み」と呼ばれている。ゲノム刷り込みは哺乳動物の正常な発生・成長に重要な役割を持ち、これが破綻すると様々な疾患の原因となることが知られている。
研究グループは、ゲノム刷り込みを受けるタイプの遺伝子で、体重や細胞増殖に関与するH19遺伝子が、父親からのものは抑制され母親由来のみが正しく発現するメカニズムを解析した。
H19遺伝子の上流の発現調整領域（H19-ICR）が、父親由来の時にだけDNAの一部がメチル化されることは知られていたが、H19遺伝子の転写調節のメカニズムは分かっていなかった。
そこでDNAの配列を自在に変えられるゲノム編集技術を使って、H19遺伝子の発現調整領域のDNA配列の方向を「反転」させたマウスを作り、働きを調べた。
その結果、父親由来の染色体では反転させることでDNAのメチル化が低下し、抑えられているはずのH19遺伝子が発現した。反対に母親からの染色体では、反転させることでH19遺伝子の発現量が低下した。この発現調整領域の配列が、父親由来と母親由来で異なる作用を持ち、H19遺伝子の発現量が調整されていることを示している。
出生時の奇形や成長障害、発育の遅れ、体の一部が過剰に成長するなどの難病が、染色体上の遺伝子位置の破綻が原因であることが知られており、今回の解明が疾患の理解や治療につながると期待されている。
