To evaluate the epigenetic theory of aging that proposes changes in epigenetic states of genes constitute a major cause of mammalian aging, sites of differential DNA methylation between young and aged mice were determined in genes exhibiting pronounced differences at their expression levels during aging. The status of DNA methylation and expression levels of four genes in mouse muscle and brain were investigated by bisulfite-sequencing and RT-PCR analysis, respectively. Two distinguishing patterns of DNA methylation changes were observed. A single site of DNA methylation within RhoB promoter was identified to be demethylated in the skeletal muscle of aged mice. The observed demethylation at RhoB correlates well with the previous report that the RhoB expression is increased in aged mouse muscle. A sporadic and irregular pattern of DNA methylation was observed at the GDNF promoter region among young mice. The CpG methylation patterns in the region exhibited a transition to an orderly fashion in the brain of aged mouse. The transition to a more stereotypic pattern in aged mice than in young mice contrasts our previous data with the CpGs of the Igf2r region. No changes in DNA methylation of GADD45 and CathepsinD were found during aging, while the expression levels of those genes were increased in mouse skeletal muscle and brain during aging. These results suggest that each gene exhibits its unique transition patterns of DNA methylation in the CpG island in accordance with the changes of its expression level during senescence.
노화의 후유전적 이론은 포유 동물이 노화함에 따른 후유전적인 변화가 노화의 한 원인이라고 설명하는 이론이다. DNA 메틸화는 잘 알려진 후유전적 변형 중 하나로 주로 유전자 발현을 억제하는 역할을 한다. 최근에 노화에 따른 유전자 발현 변화가 DNA 메틸화와 많은 관련이 있음을 밝혀졌다. 본 연구에서는 노화에 따른 생쥐의 근육과 뇌에서 여러 유전자들의 발현 변화와 DNA 메틸화 양상을 살펴봄으로써 DNA 메틸화와 유전자 발현 변화의 관계를 알아보았다. 방법적으로는 RT-PCR 과 bisulfite 를 이용한 메틸화 분석법을 사용하였다. 생쥐의 근육에서 노화에 따라 발현이 증가된다고 보고된 RhoB의 DNA 메틸화를 조사해 본 결과, 전사가 시작되는 곳에서 -310에 위치한 CpG가 노화에 따라 메틸화가 없어지는 변화를 보였다. 이것은 노화에 따른 DNA 메틸화가 발현 변화에 영향을 미친다는 것을 나타낸다. 생쥐의 뇌에서 노화에 따라 발현이 감소된다고 알려진 GDNF의 DNA 메틸화는 산발적인 DNA 메틸화 양상이 노화에 따라 일정해 지는 것으로 조사됐다. 늙은 생쥐의 근육과 뇌에서 각각 GADD45 유전자와 CathepsinD의 발현은 증가하였으나 DNA 메틸화 변화는 보이지 않았다. 이러한 노화에 따른 DNA 메틸화 양상의 변화와 유전자 발현과의 관계를 알기 위해서 앞으로 노화에 따른 더 많은 유전자의 DNA 메틸화 연구가 진행 되야 할 것이다.
