The epigenetic theory of aging proposes there would be certain changes in epigenetic modifcation states of genes during the course of aging. DNA methylation at CpG sequences might be one of such epigenetic modifcations where age-associated changes would accumulate. Cytosinemethylation states of genomic DNAs from mice of various ages were investigated by methylation sensitive PCR and bisulfite-aided methylation analysis. According to our methylation analyses, DMR2 region of lgf2r has acquired de novo methylation while DMR1 region remained unchanged during the course of aging. Bisulfite-aided genomic sequencing has also identified the DNS as the boundary sequence of allele-specific imprinting methylation and age-dependent de novo methylation in DMR2. Allelespecific imprinting was imposed to the 5' direction of DNS while ageassociated de novo methylation was imposed to the 3'direction. Age-dependent de novo methylation of DMR2 region was shown to be associated with decreased expression of antisense transcript (Air) which recruits the DMR2 as a promoter. Decreased expression of Air did not result in the altered expression of lgf2r sense RNA arguing against the establishing role of Air in the lgf2r imprinting.
In lgf2, P2 and DMR2 regions were shown to acquire de novo methylation during the course of aging. Increase in DMR2 methylation was the frst notifcation in mammalian aging while increase in P2 methylation was concordant with the results in human. Unlike human case, P3 methylation was not changed significantly during mouse aging suggesting slight difference between mouse and human aging. Age-dependent de novo methylation of P2 region was shown to be associated with decreased expression P2-sepcific transcript after age of 30 weeks. It remains to be explained what are the consequences of the age-associated changes methylation patterns and expression levels of specific genes and how could they be correlated with the phenotypic manifestations during the course of mouse aging.
후생유전학적 노화이론은 포유동물이 노화함에 따라 유전체 상에 특정한 후생유전학적 조절 기작의 변화가 축적되고 그 결과, 유전자들의 발현 양상이 변화함으로써 노화의 형태학적 특성들이 나타날 것으로 예측한다. 이 실험에서는 이러한 후생유전학적 노화 이론을 바탕으로, 생쥐의 노화 과정에서, 대표적인 후생유전학적 조절 기작인 DNA 메틸화 양상의 변화를 조사하였다. 방법적으로는 메틸화 특이적인 제한효소 분석법과 bisulfite를 이용한 메틸화 분석법이 주로 이용되었다. 이러한 분석 결과, lgf2r 유전자의 경우 생쥐 노화 과정에서 '차등메틸화 부위 2'에서는 새롭게 메틸화가 유발되지만, '차등메틸화 부위 1'은 아무런 변화가 생기지 않는 것으로 확인되었다. 부가적으로 '차등메틸화 부위 2'에서 차등메틸화와 노화 특이적인 메틸화를 부여하는 기준점이 되는 DNS라는염기서열을 찾아낼 수 있었다. 유전자 갹인에 의한 차등메틸화는 DNS의 5' 방향에 부여가 되고, 노화에 따른 메틸화는 DNS의 3' 방향에 부여가 된다는 사실이 실험을 통해 확인되었다. 또한 '차등메틸화 부위 2'의 노화 특이적인 메틸화의 증가는 이 부위에 의해 전사 조절을 받는 Air의 발현 감소와 연계되어 있음을 밝혀냈다. Air의 발현 감소가 lgf2의 발현 변화를 유발하지 않았다는 사실은 지금가지 lgf2r 유전자의 각인형성에 중요한 역할을 하는 것으로 알려졌던 Air의 기능에 대한 부정적인 증거로 작용한다.
성장 촉진 단백질인 lgf2 유전자 또한 P2 부위와 '차등메틸화 부위 2'에서 노화에 따른 새로운 메틸화가 유발된다는 사실을 검증하였다. P2부위의 노화에 따른 메틸화는 사람의 노화와 대장암에서 보고된 메틸화 결과와 일치하는 것이며 '차등메틸화 부위 2'의 노화에 따른 메틸화는 이 실험에서 최초로 밝혀낸 사실이다. 30주령 이후의 생쥐에서의 P2 부위의 메틸화는 이 부위로부터 발현되는 P2 특이적 전사체의 감소와 연관되어 있다는 사실을 확인하였다. 이러한 노화에 따른 메틸화 양상의 변화가 특정 유전자의 기능에 어떤 영향을 미치는지, 또는 노화된 개체의 형태학적 특성에 어떻게 연관이 되는지에 대한 설명은 해결해야 할 숙제로 남아있다.
