東京科学大学の研究グループは、DNA中の特定の化学修飾を光によって識別する新たな解析技術を開発した（ニュースリリース）。
DNAの化学修飾は、遺伝子配列を変えることなく遺伝子発現を制御するエピジェネティクス機構の中核を担うことが知られている。代表的なエピジェネティック修飾である5-メチルシトシン（5mC）に加え、近年ではその酸化生成物である5-ホルミルシトシン（5fC）が注目を集めてきた。5fCは5mCからメチル基が除去される過程で生成される修飾塩基であり、単なる反応中間体にとどまらず、生物学的機能を有する可能性が示唆されている。
しかし、5fCの生体内での役割についてはまだ未解明な点が多く、その解析手法の多様化が求められてきた。一方で、光反応を利用した光架橋性分子プローブを用いた解析は、外部刺激により反応を制御できる点で、エピジェネティック修飾を含むさまざまなDNA修飾の検出への応用が期待されてきた。こうした背景のもと、今回の研究ではDNAと光架橋を形成する分子プローブに着目し、5fCと特徴的に反応する分子設計を探索してきた。
今回の研究では、光架橋性分子であるトリオキサレンを搭載した新規ヌクレオシド（GPs）を開発し、これを導入したオリゴヌクレオチド（GPs-Oligo）がDNA中の5fCに対してユニークな光反応性を示すことを見いだした。
トリオキサレンのようなソラレン誘導体は古くから皮膚疾患の治療薬として用いられてきたが、5fCとの反応性については報告例がなかった。研究では、トリオキサレンをDNA中のグアノシンの糖部2’位に導入することで、光照射により5fCと特徴的な架橋反応性を持つことを世界にさきがけて見いだした。
すなわち、5fCとGPs-Oligoとの反応性は、これまでに報告されてきたトリオキサレンの光反応性と全く異なるもの。さらに、この分子を用いたDNAチップを構築し、光照射条件を制御することで5fCを識別できる可能性を実証した。
研究グループは、今回の研究成果は、5fC修飾を光反応によって識別するという新しい解析概念を提示するものであり、エピジェネティクス研究の発展に貢献することが期待されるとしている。
