老化の研究 - Hallmarks of Aging

エピジェネティックな変化 - Epigenetic Alteration

 

Hallmarks of Aging episode 3 Epigenetic Alteration

細胞が環境因子にさらされる際、細胞はエピジェネティックなメカニズムを通してゲノムの状態を変化させます。そのような変化は長い時間をかけて蓄積し、老化した細胞に見られる衰退と相関していきます。

老化におけるエピジェネティックな変化は、ヒストンH4K20とH3K4のトリメチル化の増加とヒストンH3K9とH3K27のメチル化の減少を同時に含みます。一般的に、これらの変化はヘテロクロマチンの減少と、その結果として生じる染色体脆弱性、および転写ノイズの増加が相関しています。

何故このような分子レベルの変化が起こるのでしょうか?一説には、老化に関係のあるDNA損傷がKCNQ1OT1、PINT、ANRILのような下流でヒストン修飾酵素を調節している特定の長鎖ノンコーディングRNAの転写制御レベルの変化を引き起こすからだと考えられています。しかしこのメカニズムが、老化と直接関係するかどうかは、まだ証明されていません。

加齢に伴うヒストン修飾の経時変化

若年期の(あるいは若い)細胞では、ANRIL のようなlncRNA がポリコームと相互作用してp16INK4A 等の老化関連遺伝子の発現を抑制している。一方、老年期の(あるいは若くない)細胞では、遺伝子発現の抑制解除に寄与しているTrithorax グループの複合体が老化関連遺伝子の発現を上昇させる。

技術情報誌Techfocus vol.4 P10

知っていましたか?
【その1】 エピジェネティックな変化はDNAメチル化、RNA干渉(RNAi)、ヒストン修飾を介して起こります。
【その2】 エピジェネティクスは我々の環境が我々のゲノムに影響を与える機構のひとつです。遺伝子と環境は独立していません。我々の経験と環境は、エピジェネティックな変化を経て我々の遺伝子制御に影響を与えます。
遺伝的変異とは異なり、エピジェネティックな変化は可逆的だという知見は、その変化によってもたらされる疾患の治療へ希望を与えます。しかしながら、エピジェネティックな変化は遺伝的に継承され得ます。例えば、喫煙はヒト精子におけるmiRNA発現の変化を引き起こします。そのようなエピジェネティックな方法で誘導された変化は、子孫に引き継がれ、悪影響を及ぼすかもしれません。

特徴と疾患

歳をとるにつれ、エピジェネティックな変化を導く環境の影響は増大します。ヒストン、DNAおよびそれらに関連するタンパク質上のメチル化レベルは、遺伝子の発現を制御します。例えば、がん抑制遺伝子のプロモーター領域におけるCpGアイランドの過剰メチル化(Hypermethylation)はプロモーター領域の転写機構へアクセスを阻害し、それらの遺伝子の発現を妨げます。CpGアイランドの過剰メチル化とがんとの間には強い相関があるのです。

 

エピジェネティックな変化の検出手法
クロマチン免疫沈降(Chromatin Immuno Precipitation:ChIP)
クロマチン免疫沈降法は染色体関連タンパク質のin vivoでの分布をマッピングするための強力な手法です。染色体関連タンパク質とは、ヒストンのサブユニット、翻訳後修飾因子、転写調節因子やクロマチン制御因子などのクロマチン関連タンパク質です。加えて、ChIP法はこれらタンパク質に関連するゲノム領域を同定するために、また逆に、特定のゲノム領域に関連したタンパク質を同定するために利用されます。ChIP法は多くの場合、タンパク質-DNAおよびタンパク質間の架橋処理、架橋処理後のクロマチンの断片化と、標的タンパク質特異的抗体を用いたクロマチンの免疫沈降から構成されます。標的タンパク質との複合体として単離されたDNA断片は、PCR、DNAマイクロアレイ及びDNAシークエンシングを含む種々の方法によって同定することができます。

以下の関連製品をご確認ください。

製品名 カタログ番号
メチル化DNA検出
CpGenome Direct Prep Bisulfite Modification Kit 17-10452
CpGenome Direct Prep Bisulfite Modification Kit 17-10451
CpGenome Turbo Bisulfite Modification Kit S7847
CpG MethylQuest DNA Isolation Kit 17-10035
PureEpi™ Chromatin Preparation and Optimization Kit 17-10082
EZ-Zyme™ Chromatin Prep Kit 17-375
クロマチン免疫沈降(ChIP)
Magna ChIP™ Protein A + Protein G Magnetic Beads 16-663X
Magna ChIP™ Protein A + Protein G Magnetic Beads 16-663
Magna ChIP™ Protein G Magnetic Beads 16-662X
Magna ChIP™ Protein G Magnetic Beads 16-662
Magna ChIP™ Protein A Magnetic Beads 16-661X
Magna ChIP™ Protein A Magnetic Beads 16-661
Magna ChIP™ HT96 Chromatin Immunoprecipitation Kit 17-10077
EZ-Magna ChIP™ HT96 Chromatin Immunoprecipitation Kit 17-10078
Magna ChIP2™ Universal Chromatin Immunoprecipitation DNA Microarray Kit 17-1000
Magna ChIP2™ Universal Chromatin Immunoprecipitation DNA Microarray Quad Kit 17-1004
EZ-Magna ChIP™ A/G Chromatin Immunoprecipitation Kit 17-10085
EZ-Magna ChIP™ A/G Chromatin Immunoprecipitation Kit 17-10086
Magna ChIP™ HiSens 17-10460
EZ-Magna ChIP™ HiSens 17-10461
Magna ChIP™ A Chromatin Immunoprecipitation Kit 17-610
EZ-Magna ChIP™ A Chromatin Immunoprecipitation Kit 17-408
Magna ChIP™ G Chromatin Immunoprecipitation Kit 17-611
EZ-Magna ChIP™ G Chromatin Immunoprecipitation Kit 17-409
Magna ChIP™ G Tissue KitChromatin Immunoprecipitation Kit 17-20000
Chromatin Immunoprecipitation (ChIP) Assay Kit 17-295
RNA免疫沈降(RIP)キット
Nuclear RIP (Native) Kit 17-10522
EZ-Nuclear RIP (Native) Kit 17-10523
Nuclear RIP (Cross-Linked) Kit 17-10520
EZ-Nuclear RIP (Cross-Linked) Kit 17-10521
Magna RIP™ RNA-Binding Protein Immunoprecipitation Kit 17-700
Magna RIP™ RNA-Binding Protein Immunoprecipitation Kit 17-704
Magna RIP™ RNA-Binding Protein Immunoprecipitation Kit 17-701
EZ-Magna ChIRP RNA Interactome Kit 17-10495
関連抗体とコントロールタンパク質
ChIPAb+ REST- ChIP Validated Antibody and Primer Set 17-10456
ChIPAb+ RNA Pol II - ChIP Validated Antibody and Primer Set 17-620
ChIPAb+™ Acetyl-Histone H3 (Lys9/18)- ChIP Validated Antibody and Primer Set 17-10241
ChIPAb+  Trimethyl-Histone H3 (Lys27)- ChIP Validated Antibody and Primer Set 17-622
ChIPAb+  Trimethyl-Histone H3 (Lys4)- ChIP Validated Antibody and Primer Set 17-614
AccuChIP™ Acetyl-Histone H3 (Lys9) Chromatin Immunoprecipitation Internal Control 17-10506
AccuChIP™ Dimethyl-Histone H3 (Lys27) Chromatin Immunoprecipitation Internal Control 17-10501
AccuChIP™ Trimethyl-Histone H3 (Lys4) Chromatin Immunoprecipitation Internal Control 17-10505
AccuChIP™ Trimethyl-Histone H3 (Lys27) Chromatin Immunoprecipitation Internal Control 17-10502
AccuChIP™ Trimethyl-Histone H3 (Lys36) Chromatin Immunoprecipitation Internal Control 17-10503
AccuChIP™ Unmodified-Histone H3 (Lys4) Chromatin Immunoprecipitation Internal Control 17-10504
Magna ChIP-Seq™ Chromatin Immunoprecipitation and Next Generation Sequencing Library Preparation Kit 17-1010
ヒストン修飾検索用マイクロアレイ
AbSurance Histone H2A, H2B, H4 Antibody Specificity Array 16-665
AbSurance Histone H3 Antibody Specificity Array 16-667
AbSurance Complete Core Histone Antibody Specificity Array 16-668
AbSurance™Pro Histone Peptide Microarray 16-671
ヒストンタンパク質
Histone H1 Protein 14-155
Histone H3, human recombinant 14-494
Core Histones 13-107
Core Histones, HeLa 13-183
関連低分子化合物
SRT1720 567860-10MG
HMTase Inhibitor V, UNC0224 382193-5MG
HMTase Inhibitor II, Chaetocin 382191-500UG
JMJD2 Inhibitor, 5-carboxy-8HQ 420201-5MG
JMJD Histone Demethylase Inhibitor III 420202-5MG
Histone Methyltransferase EZH2 Inhibitor, DZNep 252790-2MG
Histone Deacetylase Inhibitor IV 382170-10MG
HDACアッセイ
SIRTainty™ Class III HDAC Assay 17-10090
Histone Deacetylase Assay Kit (HDAC) 17-320

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