Dnmt3b, a DNA methyltransferase, is essential for mammalian development potentially through its transcription repression activity. To comprehend the underlying regulatory mechanism of Dnmt3b, we isolated small ubiquitin-like modifier 1 (SUMO-1) and Ubc9 as Dnmt3b-interacting proteins using yeast two-hybrid screens. Deletion analysis demonstrated that Dnmt3b interacts with SUMO-1 and Ubc9 at its N-terminal region. We observed that Dnmt3b is modified by SUMO-1 and colocalizes with SUMO-1 in vivo. Dnmt3b is also known as transcription repressor. According to our study, sumoylation of Dnmt3b relieves transcriptional repression fuction of Dnmt3b. These results suggest that sumoylation may constitute a regulation mechanism of Dnmt3b in vivo. After two-hybrid screening, we isolated additionally several proteins involved in DNA repair. To investigate whether Dnmt3b is related to DNA repair, we observed the mRNA level of Dnmt3b after UV treatment. The mRNA level of Dnmt3b decreased gradually after UV treatment.
DNA methyltransferas인 Dnmt3b는 포유류의 발생과정에서 매우 중요한 역할을 하여 최근에는 암세포에서 과다 발현되는 것이 관찰되었고 transcription을 억제하는 기능도 가지는 것으로 밝혀졌다. 본 연구에서는 Yeast two-hybrid 시스템을 이용하여 Dnmt3b와 결합하는 여러 단백질들을 찾았고 이들 중 SUMO-1과 Ubc9을 선택하여 in vitro 와 in vivo 에서의 결합을 보였다. 또한 형광현미경을 이용하여 Dnmt3b와 SUMO-1가 세포 내에서 같은 위치에 존재하는 것을 관찰하였다. SUMO-1는 일반적으로 target단백질과 공유결합을 하는 것으로 알려져 있는데 본 연구 결과 Dnmt3b와도 공유결합 하는 것을 알 수 있었다. Dnmt3b는 Dnmt3a라는 기능이 유사한 단백질과 N-terminal 부분의 아미노산 서열이 매우 다른 것으로 알려져 있어 이 두 단백질의 기능 수행에 있어서의 차이점이 N-terminal의 차이에 의한 것으로 추측되고 있다. 본 연구에서는 SUMO-1과 Ubc9이 모두 Dnmt3b의 N-terminal과 결합하는 것을 밝혔다. 비록 SUMO-1이 공유결합 하는 위치는 C-terminal 에 인접해 있으나 SUMO-1과 Ubc9이 Dnmt3b의 N-terminal과 결합한다는 사실은 이들의 결합이 Dnmt3b에 Dnmt3a와는 다른 특성을 부여해 줄 가능성이 있음을 시사한다. SUMO-1은 단백질에 공유 결합하여 그 단백질의 세포 내 위치를 바꾸어주거나 전사인자의 활성을 증가시키거나 감소시키는 등의 여러 가지 결과를 초래하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 Dnmt3b의 transcription억제 기능에 SUMO-1의 공유결합이 미치는 영향을 조사해보았다. 연구 결과 Dnmt3b의 transcription억제 기능이 2.1배정도 감소된 것을 알 수 있었다. 우리는 Yeast two-hybrid screening 결과로 SUMO-1과 Ubc9 이외에 여러 가지 단백질을 찾았는데 그들 중 대부분은 DNA repair에 관련된 단백질들이었다. 따라서 Dnmt3b와 DNA repair의 연관성을 알아보기로 하였다. HeLa cell에 자외선을 조사한 뒤 Dnmt3b의 mRNA 발현정도를 Northern blotting으로 알아보았는데 기대와는 달리 자외선 조사 후 시간이 지남에 따라 점점 mRNA 양이 줄어드는 것이 관찰 되었다. 그러나 단백질 발현이나 자외선이 아닌 다른 DNA damaging 물질을 이용한 실험이 더 수행되어야 할 것이다.
