Dam-DcmとCpGメチル化

DNAメチル化酵素（MTase）は、S-アデノシルメチオニンからアデニンまたはシトシン残基にメチル基を転移する酵素で、原核生物と真核生物に広く存在している。 原核生物では、MTaseは制限酵素の要素として同定されることが多く、対応する制限酵素による切断から宿主のDNAを保護する働きをすることが分かっています。

• Dam メチラーゼ-配列 GATC のアデニンの N6 位をメチル化 (1,2)
• Dcm メチルトランスフェラーゼ-配列 CCAGG および CCTGG (1,3) の第二シトシンの C5 位をメチル化 (2)、E. coli のほとんどの実験室株には3つの部位特異的DNAメチラーゼがあります。
• EcoKIメチラーゼ-配列AAC（N6）GTGCおよびGCAC（N6）GTTにおけるアデニンのメチル化

メチラーゼ認識部位がエンドヌクレアーゼ認識部位と重なる場合、ダムまたはDcmメチラーゼ発現株から分離した場合に制限酵素に対する一部またはすべての部位が切断に対して抵抗性であるかもしれない。 例えば、Dam+大腸菌から単離されたプラスミドDNAは、GATC部位を切断するMboIによる切断に対して完全に耐性がある。

大腸菌から単離されたすべてのDNAが同じ程度にメチル化されているとは限らない。 pBR322のDNAは完全に修飾されているが（したがってMboI消化には完全に抵抗性である）、λDNA Dam部位は約50％しかメチル化されておらず、これはおそらくファージヘッドにパッケージされる前にメチラーゼがDNAを完全にメチル化する機会を得られないためであろう。 その結果、DamまたはDcm修飾によってブロックされた酵素は、λDNAの部分消化パターンをもたらす。

DamまたはDcmメチル化によってブロックされた制限部位は、dam-dcm- Competent E. coli (NEB #C2925) のような大腸菌のdam-, dcm-株にあなたのDNAをクローニングしてメチル化を解除することができる。 この場合、DamまたはDcm配列の一部が制限酵素の配列によって生成され、その後に隣接する配列が続く。 この状況は制限酵素消化物を設計する際にも考慮すべきである。

真核生物のメチル化

高等真核生物に見られるCpG MTase（例：Dnmt1）は、シトシン残基のC5位にメチル基を転移させる。 CpGメチル化パターンは遺伝性があり、組織特異的で、遺伝子発現と相関がある。 その結果、CpGメチル化は分化や遺伝子発現に関与していると考えられています（4）。

メチル化感度

以下の表は、NEB制限酵素のメチル化感度をまとめたもので、Dam、Dcm、CpGメチル化がそれぞれの認識部位に重なる場合、あるいは重なった場合に切断が阻害されるか否かを示しています。 この表は、絶対的な指標というよりも、記載されている酵素の挙動を知るためのガイドとしてご覧ください。 より詳細な情報や、これらの指針に基づく具体的な例については、制限酵素データベースのREBASEを参照されたい。 114, 1143-1150. PMID:4576399

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