エピジェネティクスとは、遺伝子のスイッチを後天的にＯＮ／ＯＦＦする仕組み。分子生物学 掲示板
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- 日時： 2012/01/29 23:26
- 名前： エピジェネティクスとは
- （＊）エピジェネティクス - Wikipedia
エピジェネティクス（英語：epigenetics）とは、クロマチンへの後天的な修飾により遺伝子発現が制御されることに起因する遺伝学あるいは分子生物学の研究分野である。
最近においてはエピジェネティクス的な機序が遺伝子発現に関与している事例も多数報告されるようになってきており、分子生物学上の一大領域を形成しつつある研究の活発な学問分野でもある。
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（＊）「エピジェネティクスとは？」（国立がん研究センター研究所）
http://www.ncc.go.jp/jp/nccri/divisions/14carc/14carc01.html
私たちの体は皮膚、胃、肝臓など様々な組織から出来ており、これらは別々の細胞で構成されている。どの細胞も基本的には同じ遺伝情報を持っているのに、別々の細胞になれるのは、使う遺伝子と使わない遺伝子に目印をつけているからである。エピジェネティクスとは、これらの目印を解明する学問である。皮膚から胃ができないことに象徴されるように、エピジェネティックな目印の特徴は、一旦つくと、容易にははずれないということである。
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（＊）エピジェネティクス創薬
http://dw.diamond.jp/articles/-/527
バイオ創薬が当たり前になった21世紀。今年はバイオ医薬品の特許切れ後を狙う「バイオシミラー（バイオ後発品）」開発も本格化すると予想される。先行バイオ医薬品は「高額医療」の代名詞でもあり、後発の廉価版が市場に出回れば切り替えは必至。日本の市場規模は現状250億円程度だが、今後5年で10倍にふくれ上がると予想されている。
一方、最先端での開発競争が激化しそうなのは「エピジェネティクス」をキーとする創薬。エピジェネティクスとは「塩基配列の変化以外のメカニズムで遺伝子の変異を制御し、生体に変化を起こす現象」を指す。平たくいうと遺伝子のスイッチを後天的にＯＮ／ＯＦＦする仕組みで、遺伝的に同じ一卵性双生児の外見や性質に差異が生じるのは、この現象があるから。同じ台本でも演じる俳優と演出によって台詞が書き換わるわけだ。ちなみに「エピ」は「後の」を意味する。
疾患との関連では、がんや精神疾患など慢性疾患にかかわる“エピゲノム変異”を阻害する薬の開発が続けられている。現在、臨床応用されているのは全世界で数種類のみ。日本では昨年、血液がんの一種である骨髄異形成症候群の治療薬「アザシチジン（製品名ビダーザ）」と皮膚Ｔ細胞性リンパ腫を適応とする「ボリノスタット（製品名ゾリンザ）」が承認された。それぞれ異なるメカニズムで「ＯＦＦ」になったがん抑制遺伝子のスイッチを再び「ＯＮ」し、遺伝子転写を誘導する。症例数が少なく、副作用も強いため過度な期待は禁物だが、新しい治療手段へのゲートが開かれたことは間違いない。
エピゲノム変異の概念がもたらす影響は創薬にとどまらない。母体の栄養状態、ストレスや有害物質への暴露は胎児のエピゲノム変異をどこまで誘発し、どんな「体質」を規定するのか。変異したエピゲノム情報を書き換え、修復することは可能なのか。さらに、一世代が獲得したエピゲノム変異は次世代にも受け継がれるのか、などダーウィンの進化論をも揺るがす命題を含んでいる。
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（＊） 「注目のエピジェネティクスがわかる - ゲノムの修飾・構造変換と生命の多様性、疾患との関わり」
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著者：
＜内容、目次＞
概 論
生物にとって必須なエピジェネティクス−「エピジェネティクス」の役者たち
1．エピジェネティクスとは
2．遺伝学研究とエピジェネティクス−歴史的背景
3．エピジェネティクスに関わる役者たち
4．生命現象に必須なエピジェネティクスとその破綻による疾病
基本編
第1章 DNAのメチル化に関わる分子
1．DNAのメチル化修飾
2．遺伝子がメチル化されると転写が抑制される
3．ゲノムにメチル化模様を書き込む
4．DNAメチル化模様形成と，Dnmt3aとDnmt3bの使い分け
5．DNAメチル化模様はどのように次世代の細胞に伝えられるか
6．Dnmt1と細胞周期
7．Dnmt2存在の謎
8．DNAメチルトランスフェラーゼの各種アイソフォーム
9．DNAメチル化模様の消去
10．DNAメチル化とヒストン修飾
第2章 構造的クロマチン因子による遺伝子発現の調節
1．HMGタンパク質
2．メチル化DNA結合タンパク質
3．ヘテロクロマチンタンパク質１
第3章 ヒストンのメチル化とアセチル化
1．クロマチン構造
2．ヒストンアセチル化
3．ヒストンメチル化
4．遺伝子不活化ループ
5．癌細胞におけるヒストンのアセチル化，メチル化の異常
第4章 ヒストンのリン酸化
1．ヒストンのリン酸化と分裂期（M期）染色体凝縮
1）H1のリン酸化
2）H3のリン酸化
3）H3をM期特異的にリン酸化するリン酸化酵素
4）Ser10リン酸化のM期進行における役割は何か？
2．ヒストンのリン酸化と転写活性化
1）分裂間期におけるH3のリン酸化
2）転写活性化のメカニズム
3．DNA損傷により引き起こされるリン酸化
1）DNA損傷とH2AXのリン酸化
2）H2AXのリン酸化の役割
第5章 エピジェネティックな不均等性と生命現象
1．受精卵におけるエピジェネティックな不均等性
2．初期発生過程におけるエピジェネティックな不均等性
3．ゲノムインプリンティング
4．X染色体不活性化
5．エピジェネティックな不均等性に寄与する分子
第6章 クロマチンインスレーターの構造と機能
1．クロマチンインスレーターとは？
2．インスレーター活性の分子機構
3．CTCFインスレーター
4．CTCFインスレーターの構造
5．ヘテロクロマチンとユークロマチンの境界
第7章 non-coding RNAの構造と機能
1．ゲノム刷り込みで働くncRNA：Air
2．X染色体不活化で働くncRNA：Xist ，Tsix
3．配列特異的な遺伝子発現抑制機構として働くncRNA： miRNA ， siRNA
第8章 染色体構造と機能に関わるエピジェネティクス
1．染色体分配に必須な構造：セントロメア/キネトコア
2．セントロメアDNAの配列の重要性
3．ネオセントロメアとセントロメア活性化
4．ヒト小型化染色体の解析とセントロメア活性
5．分裂酵母のセントロメア周辺のヘテロクロマチン形成
トピックス編
1．発生プログラムと組織・細胞特異的DNAメチル化プロファイルの形成
1．発生プログラムにおけるエピジェネティクスとDNAメチル化
2．哺乳類ゲノムのDNAメチル化と発生段階に特異的な遺伝子発現
3．ゲノム上のCpGアイランドと組織特異的遺伝子発現
4．組織・細胞特異的DNAメチル化プロファイルの形成
5．今後の展望
2．エピジェネティクスの種間の相違
1．遺伝子発現調節におけるエピジェネティクス機構
2．ヒストンのメチル化/アセチル化機構とDNAメチル化機構
3．哺乳類にのみ存在するゲノムインプリンティング機構
4．体細胞クローン動物の場合
5．今後の課題−エピジェネティック記憶の初期化の解明
3．個体差に関わるエピジェネティクス
1．体細胞クローン動物にみられる多様性
2．DNAメチル化と毛色の多様性
3．エピジェネティックな異常による疾患の発症
4．ヒトにおけるエピジェネティックな多様性
5．個体差をもたらすエピジェネティックな要因
4．発癌に関与するエピジェネティクス
1．癌におけるエピジェネティックな異常
2．発癌過程におけるDNA異常メチル化の役割
3．DNA異常メチル化の分子機構
4．DNA異常メチル化に影響を与える要因
5．エピジェネティックな異常の癌治療への応用
5．ゲノム不安定性に関わるエピジェネティクス
1．マイクロサテライト不安定性とインプリンティング異常の発癌における役割
2．染色体異数性の発癌における役割
3．インプリンティング異常と染色体異常とを結ぶもの
6．精神疾患に関与するエピジェネティクス
1．主な精神疾患（統合失調症，躁うつ病，自閉症）
2．遺伝要因が強い根拠
3．アレルの親由来により関連に差のある染色体領域
4．その他のエピジェネティクス
5．一卵性双生児に注目した新しい研究戦略
6．今後の研究の方向
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＜ エピジェネティクス 特集＞
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エピジェネティクス 操られる遺伝子
注目のエピジェネティクスがわかる ゲノムの修飾・構造変換と生命の多様性、疾患との関わり
エピジェネティクス実験プロトコール
エピジェネティクスと疾患 基礎メカニズムと解析手法の最新知見からがん・神経・代謝・アレルギー疾患などへの応
転写制御とエピジェネティクス
生殖細胞の発生・エピジェネティクスと再プログラム化
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