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胎生動物出現の鍵：糖による新たなエピジェネティック修飾を発見 哺乳類に特有な病気の原因解明、治療開発に栄養学的観点から期待 – 早稲田大学
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早稲田大学理工学術院総合研究所の塩田邦郎上級研究員（研究院教授）と新井大祐次席研究員（研究院講師）らの研究グループは、東京大学、理化学研究所と共同で、糖(N-アセチルグルコサミン)による新たなヒストン化学修飾を発見しました。今回の研究成果は、英国Nature Publishing Groupのオンライン科学雑誌『Scientific Reports』に、日本時間９月１２日午後６時（現地時間：９月１２日午前１０時）に掲載されました。
ポイント
進化の上で胎生動物出現の鍵となる新規のエピジェネティック修飾（注1）を発見しました。
発見した新たなヒストン糖修飾（注2）は、胎生動物に特有である。ヒストン糖修飾の有無により生じるヌクレオソーム（注3）の多様性が、遺伝子制御をさらに複雑にします。
発見されたエピジェネティック修飾は、胎生動物特有の発生機構あるいは病気の原因の解明に新たな視点を提供できます。
発表概要
ゲノムDNAはヒストンタンパク質に巻き付いて、ヌクレオソーム構造をとっている。この構造は、遺伝子がいかに使われるかに影響する。東京大学大学院農学生命科学研究科の廣澤瑞子助教、早川晃司特任助教、田中智准教授らの研究グループは、早稲田大学、理化学研究所と共同で、糖(N-アセチルグルコサミン)による新たなヒストン化学修飾を発見した。この糖修飾は一般的に栄養応答性があることが知られ、ヌクレオソーム構造に強く関与する部位に存在していた。ヒストンには多くのアイソフォーム（注4）が存在するが、互いに極めて相同性が高く、数個のアミノ酸の違いがあるのみで、これまでは同一視されてきた。しかし、発見された新たな糖修飾は、胎生動物に特徴的なヒストンアイソフォームにのみ付加できるため、アイソフォームには個性があることが示された。生物進化の過程における多様性の実現は、遺伝子数の増加だけでは説明が難しい。胎生動物が出現した時期に、わずか一つのアミノ酸の変異がおこって、ヒストンの糖修飾が可能になった。それによって生じたヌクレオソームの多様性が遺伝子利用の多様性に繋がったと考えると、エピジェネティックな進化が胎生動物の出現に寄与したことが想起される（図１）。この糖修飾を特異的に認識する単クローナル抗体は、生物学的機能解明への強力なツールとなり、特に、哺乳類に特有な病気の原因解明あるいは治療開発に、栄養学的観点から威力を発揮することが期待できる。
（以下略）