• Title/Summary/Keyword: DNA 메틸화

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DNA 메틸화 Code와 발생의 Epigenetics - DNA 메틸화 전이효소(Dnmt1) 발현의 Epigenetics 제어 -

  • 고응규
    • Proceedings of the KSAR Conference
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    • 2004.06a
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    • pp.176-182
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    • 2004
  • DNA 메틸화는 chromatin의 remodeling에 관여하고 유전자의 silencing 안정화 등, epigenetics 조절기구로서 중요하다. 포유류의 몸을 구성하는 다양한 조직과 세포는 각각 고유의 DNA 메틸화 패턴을 형성하고 있는 것이 최근의 연구에서 밝혀지고 있다. 개체발생 세포의 분화에 DNA 메틸화가 중요한 역할을 하고 있는 것이다. 본 강연에서는 DNA 메틸화 시스템에 대하여 개설하고, DNA 메틸화 전이효소(Dnmt1) 발현의 epigenetics 제어에 대하여 설명한다. Dnmtl은 제lexon의 구분에 따라 만들어지는 3종류의 iso-form이 존재한다. (중략)

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Analysis of DNA Methylation Motif Patterns for Development Related Genes (발생 관련 유전자의 DNA 메틸화 모티프 패턴 분석)

  • Lee, Hyun jae;Ryu, Jea woon;Kim, Hak yong
    • Proceedings of the Korea Contents Association Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.355-356
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    • 2012
  • 후성유전은 DNA 염기 서열이 변화하지 않고 DNA의 메틸화(methyaltion) 및 히스톤 단백질의 변형(modification)등의 후천적 과정에 의해 유전자 발현이 조절되는 현상이다. 특히 DNA 메틸화 정도에 대한 패턴 분석은 후성유전을 이해하는 중요한 접근방법중 하나이다. DNA 메틸화 패턴 분석을 위해 발생에 관련된 123개 유전자들의 -5000bp ~ +200bp사이에 있는 DNA 염기 서열 정보를 추출하였다. 추출한 염기 서열 정보를 기반으로 기존에 알려진 메틸화 경향성 모티프와 메틸화 저항성 모티프를 모니터링 함으로써 발생관련 유전자들의 메틸화 모티프 패턴을 분석하였다. 결과적으로 메틸화 저항 모티프만이 발견되었고 따라서 메틸화 저항 모티프 패턴과 발생관련 유전자들의 상관관계를 분석하였다.

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Analysis of DNA Methylation Motif for Immune Related Genes Based on Networks (네트워크 기반 면역관련 유전자의 DNA 메탈화 모티프 분석)

  • Lee, Jihoo;Ryu, Jea Woon;Kim, Hak Yong
    • Proceedings of the Korea Contents Association Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.357-358
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    • 2012
  • 후성유전은 DNA 염기서열이 변화하지 않은 상태에서 특별한 후성적 조절 기전에 의해 유전자의 발현 양상이 변하는 현상이다. 후성적 조절 기전에는 DNA의 메틸화(methyaltion)와 히스톤 단백질의 변형(modification), non coding RNA에 의한 조절 등이 포함되는데, 이 중 DNA 메틸화 정도에 대한 패턴 분석은 후성유전을 이해하는 중요한 접근방법 중 하나이다. 네트워크와 DNA 메틸화 분석을 위하여 면역관련 264개 유전자들의 -2000bp ~ +200bp사이에 있는 DNA 염기 서열 정보를 추출하였다. 또한 면역관련 단백질들의 상호작용 정보를 이용하여 네트워크를 구축하고 여기에 메틸화 정보를 적용하여 상호작용과 메틸화 모티프와의 관계를 분석하였다. 메틸화 모티프 정보를 적용한 단백질 네트워크에서는 기존 단백질 네트워크보다 더 복잡한 구조를 이루고 있었다. 이러한 구조는 동일한 메틸화 모티프들이 여러 유전자들의 활성을 조절할 것으로 사료된다. 단백질 상호작용 네트워크에 모티프를 적용한 분석은 새로운 후성유전학적 연구를 위한 접근 방법으로 이용될 수 있을 것이다.

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Analysis of DNA Methylation Motif for Aging Related Genes Based on Networks (네트워크 기반 노화 관련 유전자의 DNA 메틸화 모티프 분석)

  • Cho, sung-jin;Ryu, jea-woon;Kim, hak-yong
    • Proceedings of the Korea Contents Association Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.133-134
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    • 2012
  • 후성유전은 DNA 염기서열이 변화하지 않고 DNA의 메틸화(methylation)및 히스톤 단백질의 변형(modification)등의 후천적 과정에 의해 유전자 발현이 조절되는 현상이다. 특히 DNA 메틸화 정도에 대한 분석은 후성유전을 이해하는 중요한 접근방법 중 하나이다. DNA 메틸화 패턴 분석을 위하여 노화관련 109개 유전자들의 단백질 상호작용 네트워크를 구축하였으며 -3000bp ~ +200bp 사이에 있는 DNA 염기서열 정보를 추출하여 기존에 알려진 메틸화 저항성 (Methylation resistant) 모티프를 네트워크로 구축하였다. 메틸화 모티프기반 단백질 네트워크에서는 기존 단백질 네트워크보다 더 복잡한 구조를 이루고 있었다. 이러한 구조는 동일한 메틸화 모티프들이 여러 유전자들의 활성을 조절할 것으로 추측되며 복잡한 모티프들을 분석하기 위한 방법으로 이용될 수 있을 것이다.

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Expression of DNA Methyltransferase Transcripts in The Oocytes and Preimplantation Embryos in Mouse (생쥐 난자와 착상전 초기배아에서 DNA 메틸전이효소 전사물의 발현)

  • 김종월;이양한;강승호;한성원;전일경;김성례;김문규
    • Development and Reproduction
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    • v.2 no.2
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    • pp.197-203
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    • 1998
  • DNA methylation seems to play an important regulatory role in gene expression and cell differentiation during postimplantation embryonic development. However, the significance of DNA methylation which is maintained by the DNA MTase during preimplantation embryonic development, is not fully understood. In order to study the role of DNA methylation in the preimplantation embryos, the expression of DNA MTase transcripts was monitored in the oocytes and preimplantation embryos. The mRNA of DNA MTase was detected in the oocytes and pleimplantation embryos. The relative mRNA levels of DNA MTase were high from the stages of GV-oocytes and pronuclear embryos, and thereafter decreased gradually. By the treatment of $\alpha$-amanitin, it was confirmed that the transcripts presented in pronuclear embryos was derived from the maternal genome. The presence of transcripts of DNA MTase in the oocytes and pronuclear embryos suggests that the maintenance of DNA methylation may be necessary and seems to play an important role in gene expression and cell differentiation during preimplantation embryonic develop-ment in mouse.

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Exocyclic GpC DNA methyltransferase from Celeribacter marinus IMCC12053 (Celeribacter marinus IMCC12053의 외향고리 GpC DNA 메틸트랜스퍼라아제)

  • Kim, Junghee;Oh, Hyun-Myung
    • Korean Journal of Microbiology
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    • v.55 no.2
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    • pp.103-111
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    • 2019
  • DNA methylation is involved in diverse processes in bacteria, including maintenance of genome integrity and regulation of gene expression. CcrM, the DNA methyltransferase conserved in Alphaproteobacterial species, carries out $N^6$-adenine or $N^4$-cytosine methyltransferase activities using S-adenosyl methionine as a co-substrate. Celeribacter marinus IMCC12053 from the Alphaproteobacterial group was isolated from a marine environment. Single molecule real-time sequencing method (SMRT) was used to detect the methylation patterns of C. marinus IMCC12053. Gibbs motif sampler program was used to observe the conversion of adenosine of 5'-GANTC-3' to $N^6$-methyladenosine and conversion of $N^4$-cytosine of 5'-GpC-3' to $N^4$-methylcytosine. Exocyclic DNA methyltransferase from the genome of strain IMCC12053 was chosen using phylogenetic analysis and $N^4$-cytosine methyltransferase was cloned. IPTG inducer was used to confirm the methylation activity of DNA methylase, and cloned into a pQE30 vector using dam-/dcm- E. coli as the expression host. The genomic DNA and the plasmid carrying methylase-encoding sequences were extracted and cleaved with restriction enzymes that were sensitive to methylation, to confirm the methylation activity. These methylases protected the restriction enzyme site once IPTG-induced methylases methylated the chromosome and plasmid, harboring the DNA methylase. In this study, cloned exocyclic DNA methylases were investigated for potential use as a novel type of GpC methylase for molecular biology and epigenetics.

Epigenetic Characterization of Aging Related Genes (노화 관련 유전자의 후성유전학적 특성 분석)

  • Ryu, Jea Woon;Lee, Sang Cheol;Yoo, Jaesoo;Kim, Hak Yong
    • The Journal of the Korea Contents Association
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    • v.13 no.8
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    • pp.466-473
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    • 2013
  • Gene expression is regulated by a wide range of mechanisms at the DNA sequence level. In addition, gene expression is also regulated by epigenetic mechanisms through DNA methylation, histone modification, and ncRNA. To understand the regulation of gene expression at the epigenetic level, we constructed aging related gene database and analyzed epigenetic properties that are focused on DNA methylation. The DNA methylation of promoter or upstream region of the genes induces to repress the gene expression. We compared and analyzed distribution between whole human genes and aging related genes in the epigenetic properties such as CGI distribution, methylation motif pattern, and TFBS (transcription factor binding site) distribution. In contrast to methylation motif pattern, CGI and TFBS distributions are positively correlated with epigenetic regulation of aging related gene expression. In this study, the epigenetic data about DNA methylation of the aging genes will provide us to understand phenomena of the aging and epigenetic mechanism for regulation of aging related genes.

Evolutionary association learning for detecting higher-order interactions of DNA methylation regions in human diseases (인간 질병에서 DNA 메틸화 지역의 고차상호작용 탐색을 위한 진화적 연관관계 학습)

  • Rhee, Je-Keun;Kim, Soo-Jin;Zhang, Byoung-Tak
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • 2012.06b
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    • pp.420-422
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    • 2012
  • DNA 메틸화는 후성유전학의 한 유형으로 유전자 발현을 조절하여 질병을 비롯한 다양한 생물학적 프로세스에 영향을 준다고 알려져 있다. 따라서 DNA 메틸화 정도와 인간 질병과의 연관성에 관한 연구는 질병의 원인 및 기전을 밝히고 메틸화 프로세스 조절을 통한 질병 치료 방법 개발을 위한 기반이 될 수 있다. 유전자 발현 조절 및 질병 발생은 많은 인자들의 복합적인 상호작용에 영향을 받으므로, 여러 위치에서의 메틸화 정도들의 고차원 조합을 이용한 질병과의 연관 관계 분석이 필수적이다. 본 연구에서는 진화 연산과 가중치 학습에 기반하여 유방암 발생과 연관되어 있는 메틸화 위치의 고차 상호작용을 탐색할 수 있는 방법을 제안한다.

Methylation Patterns of Imprinting Genes, H19, Igf2r, and Snrpn, in Mouse Embryonic Stem Cells and Nuclear Transferred Embryonic Stem Cells (생쥐의 수정란 배아줄기세포와 체세포핵이식 배아줄기세포에서 각인유전자, H19, Igf2r, Snrpn의 메틸화 경향)

  • Lee, Min-Ho;Ju, Jin-Young;Cho, Youl-Hee;Shim, Sung-Han
    • Development and Reproduction
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    • v.14 no.4
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    • pp.253-259
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    • 2010
  • DNA methylation is one of the major epigenetic regulations of gene expression. The DNA methylation patterns are dramatically changed during gametogenesis and embryogenesis, and especially, it has been known that embryonic stem cells show a distinct methylation pattern. In this study, we examined the methylation patterns of imprinting genes, H19, Igf2r, and Snrpn, in stem cells induced from fertilized embryo (fES) and somatic cell nuclear transferred embryo (ntES). The methylation pattern of H19 gene in both fES and ntES were similar. However, the methylation patterns of Igf2r and Snrpn in ntES (hypermethylated) were slightly different from fES cells.

UNDERSTANDING OF EPIGENETICS AND DNA METHYLATION (후생유전학 (Epigenetics)과 DNA methylation의 이해)

  • Oh, Jung-Hwan;Kwon, Young-Dae;Yoon, Byung-Wook;Choi, Byung-Jun
    • Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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    • v.30 no.3
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    • pp.302-309
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    • 2008
  • Epigenetic is usually referring to heritable traits that do not involve changes to the underlying DNA sequence. DNA methylation is known to serve as cellular memory. and is one of the most important mechanism of epigenetic. DNA methylation is a covalent modification in which the target molecules for methylation in mammalian DNA are cytosine bases in CpG dinucleotides. The 5' position of cytosine is methylated in a reaction catalyzed by DNA methyltransferases; DNMTl, DNMT3a, and DNMT3b. There are two different regions in the context of DNA methylation: CpG poor regions and CpG islands. The intergenic and the intronic region is considered to be CpG poor, and CpG islands are discrete CpG-rich regions which are often found in promoter regions. Normally, CpG poor regions are usually methylated whereas CpG islands are generally hypomethylated. DNA methylation is involved in various biological processes such as tissue-specific gene expression, genomic imprinting, and X chromosome inactivation. In general. cancer cells are characterized by global genomic hypomethylation and focal hypermethylation of CpG islands, which are generally unmethylated in normal cells. Gene silencing by CpG hypermethylation at the promotors of tumor suppressor genes is probably the most common mechanism of tumor suppressor inactivation in cancer.