Presentation at Biotech2013

1. microRNA標的遺伝子の
標的特異的な
プロモーターメチル化
中央大学
理工学部
物理学科
田口善弘

2. １. イントロダクション:miRNAとは何か？
miRNA = microRNAの略
microRNA = 短い（〜２２塩基長）ncRNA
ncRNA = non coding RNA
= タンパクをコードしないRNA。
⇓
他の遺伝子の発現制御に関わっている
と信じられている。

3. Protein Complex
miRNA:miRNA:
・種（多細胞生物）ごとに数百から数千種類。
・個々のmiRNAは数十から数百のmRNAを発現抑止
⇒ 分解 or 翻訳阻害
SEED match
ｍRNA 3'UTR
ｍiRNA
5'

4. miRNA標的遺伝子の標的特異的な
プロモーターメチル化
ｍRNA 3'UTR
miRNA:miRNA:
核核
細胞質細胞質
メチル化
3'UTRプロモーター
ゲノム
あるmRNAのプロモーターメチル化が、
あるmiRNAの標的であるかどうかで有意に異なっている
(by Bioinformatic Analysis)

5. 有意に
発現亢進 or 抑止？
(t test, Wilcoxon test, KS test)
MiRaGE :
MiRNA Ranking by Gene Expression
miRNA
標的遺伝子
標的遺伝子
VS
遺伝子
対象miRNA
MiRaGE 法
プロモーターメチル化
（非）メチル化？

6. セルライン（ヒト;in vitro）
Correlation between miRNA-targeted-gene promoter methylation and miRNA regulation of
target genes [v2; ref status: approved 1, approved with reservations 1, http://f1000r.es/z8]
PUBLISHED: 27 3 2013 ,Y-h Taguchi, F1000Research 2013, 2:21
(doi:10.12688/f1000research.2-21.v2)
・271 Cell lines × 1921 human miRNAs (公的データベース)
標的特異的なプロモーター非メチル化を有意に起こしている標的
遺伝子群を持っているmiRNA ⇒ 全体の９割
・細胞老化において、標的特異的なプロモーター非メチル化を起こ
している標的遺伝子を持っているmiRNAの標的遺伝子は発現が
減少する
・ES細胞からの細胞分化において、標的特異的なプロモーター非
メチル化を起こしている標的遺伝子を持っているmiRNAの標的遺
伝子は発現が亢進する

7. つまり....、 in vitroで、
非常に多種類のヒトのセルラインにおいて、プ
ロモーターがmiRNA標的特異的に非メチル化
している。
また、このmiRNA標的特異的に非メチル化は、
実際に、標的遺伝子の発現の亢進・抑制と相
関している
ということが言える。

8. 前頭葉
側頭葉
小脳
橋
発現亢進
メチル化
脳の領域比較（ヒト；in vivo)
Possible miRNA coregulation of target genes in brain regions by both differential
miRNA expression and miRNA-targeting-specific promoter methylation, IPSJ SIG
Technical reports, Y-h. Taguchi, vol.2013-BIO-33(6), 1-6, (2013)
４領域間で
・miRNA標的特異的な標
的遺伝子の
発現の変化
プロモーターメチル化
がみつかった
・両者は強く相関（正負）

9. つまり....、in vivoでも
非常に多種類のヒトのセルラインにおいて、プロ
モーターがmiRNA標的特異的に非メチル化し
ている。
また、このmiRNA標的特異的に非メチル化は、
実際に、標的遺伝子の発現の亢進・抑制と相関
している
ということが言える。

10. 更に....
miRNA標的特異的な標的遺伝子の発現変化
＝ miRNA標的特異的な標的遺伝子の
プロモーターメチル化
＋
miRNA発現量の変化
を仮定。広範に有意の相関を確認（詳細省略）。
⇒miRNA標的特異的な標的遺伝子のプロモー
ターメチル化とmiRNA自身による標的の発現制
御は協同的に作用している。

11. さらにmiRNAの発現量の変化と標的遺伝子
のmiRNA標的特異的な発現の変化が有意に
相関しているmiRNAを６対（４領域間）の比較
について決定し、標的遺伝子群のKEGG
PATHWAY解析を行ったところ、脳機能に関
係したPATHWAYが多く発見できた（詳細は
省略）。このことから、標的遺伝子の発現変化、
プロモーターメチル化、miRNAの発現の変化
を統合的に解析することはmiRNAの機能予
測に非常に有効であると期待される。

12. 応用可能性応用可能性
・バイオマーカー：
「miRNA標的特異的な標的遺伝子のプロ
モーターメチル化」は疾患のバイオマーカーに
なるか？
・創薬ターゲット：
もし、「miRNA標的特異的な標的遺伝子のプ
ロモーターメチル化」がmiRNAとの相互作用
で生じているなら、miRNAの発現量を調整す
ることでプロモーターメチル化を制御し、それ
を通じて発現を制御できるのでは？

13. MiRaGE法
公開サーバ：
http://www.granular.com/MiRaGE/
Bioconductor(Rソフトのリポジトリ）
http://www.bioconductor.org/packages/
release/bioc/html/MiRaGE.html
Freely available....