DNAメチル化の目的は何ですか?

デオキシリボ核酸またはDNAメチル化の目的は、遺伝子が生物内でどのように発現されるかを変えることです。メチル化DNAは、複雑かつ高レベルの生物の発生に必須であるが、真核細胞および原核細胞の両方にも使用される。最も重要な機能は、異なる細胞の作用を互いに区別できるようにすることである。

DNAは、真核細胞の核内に含まれ、原核細胞内で緩んだ核酸の鎖である。これは、アミノ酸の特定の配列を含む2つの長いポリマー鎖からなる。細胞によって使用される配列は、細胞の遺伝的構成の青写真である。遺伝暗号は、すべての細胞の構築および機能を決定する。

DNAメチル化は、DNA鎖へのメチル基の付加を含むプロセスである。このメチル基は、有機化合物に通常見られる炭化水素基である。アニオン、カチオンおよびラジカルの3つの反応性の高い形態で到達する。この3つの形式は科学者が検出するのが難しい。なぜなら、非常に反応性が高いということは、孤立した存在としてはほとんど見られないからである。

哺乳動物では、メチル基が2つの位置のうちの1つに結合するとDNAメチル化が起こる。第1の位置は、シトシンピリミジン環上の5番目の炭素である。第2の位置は、アデニンプリンリングの第6の窒素である。このようなメチル化がDNAに及ぼすあらゆる修飾は、細胞分裂の間に受け継がれる。細胞分裂は、1つの細胞がそのデータをコピーした後、2つの等しい新しい細胞に分割するときに生じる。

哺乳動物および他の多くの動物におけるDNAメチル化の目的は、正常な発達を確実にすることである。これには、ゲノムインプリンティングやx染色体不活性化などの現象が含まれます。このプロセスの大半は胎児発達中に行われる。

植物は、シトシン領域に合計3つのメチル化点を有する。メチル化の影響の多くは、植物と哺乳動物の間で同様である。一方、真菌は、より多様性がある傾向がある。発育中の真菌内で起こるメチル化の量は、含まれる種に依存する。例えば、ブリューワー酵母は、メチル化量が非常に少ない。

異常なDNAメチル化は、癌細胞の発生の主な原因である。これは、メチル基のDNAへの付加がゲノムの誤プログラミングを引き起こす場合に起こる。このような異常な刷り込みはまた、遺伝性の疾患および状態の原因となり得る。

DNAメチル化を検出する科学的方法はいくつかあります。これらの方法には、全ゲノムバイサルファイトシークエンシングおよびLigation-mediated PCRによるHpaII微小断片濃縮およびChIP-on-chipを表すHELPなどのアッセイが含まれる。科学者も制限標識のゲノムスキャンを使用することができますが、これは困難で複雑なプロセスであり、結果としてめったに使用されません。