Pax3 and Pax7, members of the Pax gene family, are involved in organogenesis and tissue specification during embryogenesis. For better understanding of Pax3 and Pax7 transcriptional regulation during aging, I determined the mRNA levels of Pax3 and Pax7 using mouse skeletal muscle tissues of various ages by semi-quantitative RT-PCR. The mRNA levels of Pax3 and Pax7 decreased during aging. To investigate the epigenetic mechanism of transcriptional regulation, bisulfite sequencing analysis and chromatin immunoprecipitation (ChIP) assay were performed. DNA methylation changes of CpG island at the Pax3 and Pax7 promoter were examined using young and old mice. DNA methylation status of Pax3 and Pax7 was not significantly changed. ChIP assay was performed to investigate the correlation of the histone H3 lysine 9 (H3-K9) modifications with the decreased mRNA levels during aging. Histone H3-K9-trimethylation levels increased, however, histone H3-K9-acetylation levels decreased during aging. Bisulfite sequencing and ChIP assay reveals that Pax3 and Pax7 gene transcription is epigenetically regulated during aging by histone H3-K9-trimethylation, but not by DNA methylation.
Pax3와 Pax7 은 배발생 과정 중 기관형성 및 분화에 관여한다. 노화에 따른 Pax3 및 Pax7의 전사조절에 대한 폭넓은 이해를 위해서, 본 연구에서는 노화에 따른 생쥐의 근육에서의 Pax3와 Pax7의 mRNA 발현양의 변화를 RT-PCR을 통해 조사하였다. 노화가 진행되며 Pax3와 Pax7의 mRNA 발현양은 감소하였다. 노화에 따른 mRNA 발현양 변화에 관여하는 후유전학적 전사 조절 기전을 살펴보기 위해, DNA 메틸화 및 히스톤 변형 양상 변화를 알아보았다. 방법적으로는 bisulfite sequencing 분석법과 염색질 면역침전 분석법을 사용하였다. 생쥐의 근육에서 Pax3와 Pax7의 DNA 메틸화를 조사해 본 결과, 노화의 진행에 따른 DNA 메틸화의 변화는 발견되지 않았다. 염색질 면역침전 분석법을 통해, 히스톤 H3 lysine 9 의 변성과 노화에 따른 전사 조절의 연관성을 확인해 본 결과, Pax3와 Pax7 모두 노화가 진행됨에 따라 히스톤 H3 lysine 9의 trimethylation이 증가하며, acetylation이 감소하는 양상을 나타내었다. 따라서, 노화에 따른 Pax3와 Pax7의 전사는 DNA 메틸화가 아닌 히스톤 H3 lysine 9의 trimethylation 증가에 의해 후유전적으로 조절됨을 알 수 있다.
