DNA cytosine methyltransferases which are DNMT1, dnmt3a, dnmt3b have been intensively studied during interphase, specially, at S-phase in that these enzymes might methylate CpG sites of chromosomes at DNA replication foci. In fact, DNMTI has been found to be targeted to replication foci and methylate Cytosine bases of CpG sequence during DNA replication. However, dnmt3a, dnmt3b have not been targeted to replication sites. Also, people suggest that these enzymes may have different roles other than methylation of CpG sites. Taken together with these facts, both dnmt3a and dnmt3b have two domains known as PWWP and PHD fingers whose functions are known as association with mitotic chromosomes. Here, we report that these two enzymes show diffuse patterning in nucleoplasm and that they are colocalized with interphase chromosomes and still continued to interact with chromosomes even at mitosis as predicted by domains present in these two proteins. Surprisingly, targetting sites of these two proteins are not the methyl CpG sites and shows no more overlapping pattern with HP1 alpha protein in adult human somatic cells different from that in mouse ES and NIH 3T3 cells, In contrary to this result, DNMT1 is not targeted to mitotic chromosomes and seems to be located at cytoplasmic compartment which is outside of chromosomes during mitosis even though this protein has CXXC zinc finger motif which binds with DNA. Also, the reasons that underlies these phenomenons are disscussed in this paper.
DNA methyltransferase는 다음의 3가지가 알려져 있다-dnmt1,dnmt3a,dnmt3b. 이 세가지 효소들은 염색체에서 CpG 서열의 cytosine 염기를 methylation 시킴으로써 여러가지 기능에 중요한 역할을 하고 있다. 특별히, dnmt3a, dnmt3b는 둘다 두개의 domain-PWWP, PHD finger-을 가지고 있는데 이 두 domain은 최근에 세포분열단계의 염색체와 관련이 되어있는 것으로 보고 되었다. 본 실험에서 dnmt3a, dnmt3b 둘다 interphase 염색체와 심지어 mitosis 단계의 염색체와도 관련되어 있다는 것을 알게 되었다. 그러나, dnmt1은 mitosis 단계에서 염색체의 밖에 위치하고 있었다. 아마도, methyl group을 아주 빽빽하게 서로 얽혀있는 mitosis 단계의 염색체에 cytosine 염기를 옮기는 것이 불가능하기 때문이라고 생각된다. 이것이 그렇다면 dnmt3a 와 dnmt3b의 경우는 이 두 효소가 compact한 염색체와 상호작용을 하고 있기때문에 de novo methylation 기능이외에 다른 역할을 이 단계의 염색체에서 하고 있다는 것을 말해주고 있다. 이 가정은 dnmt3a 와 dnmt3b 가 methl CpG site에 결합하는 단백질-MBD2A와 서로 일치되지 않는다는 것과 methyl CpG가 아닌 다른 AT, AC 부분에 결합하여 형광색을 내는 DAPI 라는 염색약과 일치하는 것, 그리고 7-AAD-염색체의 GC 부분에 끼어들어가 형광을 내는 염색약과 서로 일치하지 않는다는 것으로 설명될 수 있다. 이 두 효소는 서로 같은 단백질에 결합하는 것으로 보고되었으며 또 서로 세포내에서 위치가 일치되지 않는다 라는 모순된 결과가 보고 되었다. 그래서 우리도 같은 실험을 했으며 결과적으로 대부분의 세포에서 완전히 겹치지 않았으며, 몇몇 세포에서 부분적으로 겹치는 형태를 보였다. 이것은 이 두 단백질이 대부분 각자의 독특한 위치에서의 기능을 가지고 있지만 염색체의 어느 부분에서는 서로 함께 유전자의 전사를 막음으로써 그 유전자의 기능을 억제하는 역할을 한다는 것을 시사하고 있다. 또한 이러한 것은 세포의 각주기에 따라 조절받는 것으로 보여진다.
