H3K27me3

H3K27me3

H3K27me3는 DNA 포장 단백질 히스톤 H3의 후생유전학적 변형이다.히스톤 H3 단백질에 대한 리신 27의 트리메틸화를 나타내는 마크다.null

이 트리-메틸레이션은 이질 색조영역 형성을 통한 근처 유전자의 하향 조절과 관련이 있다.[1]null

명명법

H3K27me3는 히스톤 H3 단백질 서브유닛에서 리신 27의 트리메틸화를 나타낸다.

압브르. 의미
H3 H3 히스톤 계열
K 리신의 표준 약어
27 아미노산 잔류물 위치

(N-terminus로 계산)

나 메틸군
3 추가된 메틸 그룹 수

리신 메틸레이션

Methylation-lysine

이 도표는 라이신 잔여물의 점진적인 메틸화를 보여준다.트리-메틸화는 H3K27me3에 존재하는 메틸화를 나타낸다.null

히스톤 수정 이해

진핵 세포의 유전체 DNA는 히스톤이라고 알려진 특별한 단백질 분자를 감싸고 있다.DNA의 고리에 의해 형성된 복합체를 크로마틴이라고 한다.염색질의 기본 구조 단위는 뉴클레오솜이다: 이것은 히스톤(H2A, H2B, H3, H4)의 코어 옥타머와 링커 히스톤과 약 180개의 기본 DNA 쌍으로 구성된다.이 핵심 히스톤에는 리신과 아르기닌 잔류물이 풍부하다.이러한 히스톤의 카르복실(C) 단자는 히스톤-히스톤 상호작용과 히스톤-DNA 상호작용에 기여한다.아미노(N) 단자 충전 꼬리는 H3K27me3에서 볼 수 있는 것과 같이 변환 후 수정의 현장이다.[2][3]null

수정 메커니즘 및 기능

라이신 27에 압제 마크를 배치하려면 전사 인자에 의한 염색질 규제자 모집이 필요하다.이러한 수식어는 히스톤을 핵소체를 공칭적으로 수정하여 핵소체를 이동하고 염색체를 여는 히스톤 수정 콤플렉스 또는 직접 수정하지 않고 핵소체의 이동을 수반하는 크로마틴 리모델링 콤플렉스 중 하나이다.[4]이러한 히스톤 표시는 H3K27me3와 같이 다른 공동 활성제의 도킹 사이트 역할을 할 수 있다.이것은 히스톤 메틸화 및 크로모도메인 상호작용을 통한 폴리콤 매개 유전자 음소화를 통해 발생한다.PRC(polycomb repression complex; PRC2); PRC2는 히스톤 메틸전달효소 활동을 통해 라이신 27에 히스톤 3의 트리-메틸화를 매개한다.[5]이 표시는 PRC1을 모집할 수 있으며, PRC1은 염색질 압축에 결합하여 기여할 수 있다.[6]null

H3K27me3는 DNA 손상 복구, 특히 균일 재조합 수리에 의한 이중 가닥 파손 복구와 연계되어 있다.[7]null

기타 수정사항과의 관계

H3K27은 다른 여러 가지 변경을 겪을 수 있다.그것은 다이메틸화 상태뿐만 아니라 모노메틸화 상태에서도 존재할 수 있다.이러한 각각의 수정의 역할은 트리-메틸화만큼 잘 특징지어지지 않는다.그러나 PRC2는 H3K27me와 관련된 모든 다른 메틸화에 관련되어 있는 것으로 생각된다.null

H3K27me1은 전사 촉진과 연계되어 전사 유전자에 축적되는 것으로 보인다.히스톤과 히스톤의 상호작용은 이 과정에서 역할을 한다.규정은 Setd2 의존성 H3K36me3 증착을 통해 발생한다.[8]null

H3K27me2는 코어 히스톤 H3 내에 광범위하게 분포하며, 비세포형 특정 엔핸서를 억제하여 보호 역할을 하는 것으로 생각된다.궁극적으로, 이것은 전사 불능으로 이어진다.[9]null

아세틸화는 보통 유전자의 상향 조절과 연결된다.활성증강제 마크인 H3K27ac이 그렇다.그것은 유전자의 원위부와 근위부에서 발견된다.TSS(Transcriptal start sites)에서 농축된다.H3K27ac은 H3K27me3와 위치를 공유하고 적대적인 방식으로 상호작용한다.null

H3K27me3는 종종 두 개의 도메인에서 H3K4me3와 상호작용하는 것으로 보여진다.[10]이 영역들은 보통 배아줄기세포에서 발견되며 적절한 세포 분화를 위한 중추적인 역할을 한다.H3K27me3와 H3K4me3는 셀이 불특정 상태를 유지할 것인지 아니면 결국 차별화할 것인지를 결정한다.[11][12]생쥐의 Grb10 유전자는 이러한 두 가지 영역을 이용한다.Grb10은 각인된 유전자 발현을 보여준다.유전자는 한 부모의 알력에서 발현되는 동시에 다른 부모의 알력에서 침묵된다.[13]null

H3K27me3와 마찬가지로 H3K9me3와 H4K20me3도 잘 특성화된 수정사항으로 이형 색채영역 형성을 통한 전사적 억압과 연관된다.H3K27, H3K9, H4K20의 모노메틸레이션은 모두 유전자 활성화와 관련이 있다.[14]null

후생적 함의

히스톤 수정 콤플렉스나 염색질 리모델링 콤플렉스에 의한 히스톤 꼬리의 변환 후 수정은 셀에 의해 해석되어 복잡하고 조합적인 전사 출력으로 이어진다.히스톤 코드는 특정 지역의 히스톤들 사이의 복잡한 상호작용에 의해 유전자의 발현을 지시하는 것으로 생각된다.[15]히스톤에 대한 현재의 이해와 해석은 두 가지 대규모 프로젝트인 ENCODE와 후생유전자 로드맵에서 나온다.[16]후생유전학 연구의 목적은 전체 게놈에 걸친 후생유전학적 변화를 조사하는 것이었다.이것은 다른 단백질과 히스톤의 상호작용을 함께 그룹화함으로써 유전체 영역을 정의하는 염색질 상태를 이끌었다.염색질 상태는 게놈에서 단백질의 결합 위치를 살펴봄으로써 드로필라 세포에서 조사되었다.서로 다른 [17]밴딩으로 특징지어지는 게놈에서 Chip-sequence의 사용으로 드러난 영역.드로소필라에서도 서로 다른 개발 단계가 프로파일링되었으며 히스톤 수정 관련성에 중점을 두었다.[18]얻은 데이터를 들여다보면 히스톤 수정에 기초한 염색질 상태의 정의가 나왔다.[19]특정 유전자변형을 지도화하여 특정 유전체 지역에서 국산화하는 것이 보였다.각각의 개체가 다양한 셀 기능에 연결된 상태에서 5개의 코어 히스톤 수정이 발견되었다.null

인간 게놈은 염색체 상태로 주석을 달았다.이러한 주석된 상태는 기본 게놈 서열과 독립적으로 게놈에 주석을 달기 위한 새로운 방법으로 사용될 수 있다.DNA 염기서열로부터의 이러한 독립성은 히스톤 수정의 후생유전적 성격을 강제한다.또한 염색질 상태는 엔핸서처럼 정해진 순서가 없는 규제 요소를 식별하는 데도 유용하다.이 추가적인 수준의 주석 덕분에 세포별 유전자 조절에 대한 이해가 더 깊어질 수 있다.[20]null

임상적 유의성

H3K27me3는 억제 마크로서의 규제로 인해 일부 질병에 걸린 것으로 생각된다.null

코헨-기브슨 증후군

코헨-기브슨 증후군은 과성장과 관련된 질환으로, 이상형 얼굴 특징과 가변 지적 장애로 특징지어진다.어떤 경우에는 EED에서 노보 오감 돌연변이가 야생형에 비해 H3K27me3의 감소된 수준과 관련이 있었다.이러한 감소는 PRC2 활동 손실과 관련이 있다.[21]null

스펙트럼 장애

H3K4me3의 차등표현과 연계하여 H3K27me3의 발현 감소를 수반하는 증거가 있으며, DNA 메틸화는 C57BL/6J 생쥐의 태아 알코올 스펙트럼 장애(FASD)에 한 요인이 될 수 있다.이 히스톤 코드는 과록시솜 관련 경로에 영향을 미치고 과록시솜의 상실을 산화응력을 개선하도록 유도하는 것으로 생각된다.[22]null

방법들

히스톤 마크 H3K27me3는 다양한 방법으로 검출할 수 있다.

1. 염색질 면역복귀 염기서열(Chip-sequenceing)은 일단 표적 단백질에 묶여 면역복제된 DNA 농축의 양을 측정한다.그것은 좋은 최적화 결과를 내고 세포에서 일어나는 DNA-단백질 결합을 밝혀내는 데 생체내 사용된다.Chip-Seq는 유전체 영역을 따라 서로 다른 히스톤 수정을 위한 다양한 DNA 조각을 식별하고 정량화하는 데 사용될 수 있다.[23]null

2. 마이크로코칼 누클레스 순서(MNase-seq)는 잘 배치된 뉴클레오솜으로 묶인 부위를 조사하기 위해 사용된다.뉴클레오솜 위치 파악을 위해 마이크로코크칼 누클레이저 효소를 사용한다.잘 배치된 뉴클레오솜은 염기서열이 농축된 것으로 보인다.[24]null

3. transposase 접근성 크로마틴 염기서열 분석(ATAC-seq)을 사용하여 뉴클레오솜이 없는 부위(개방성 크로마틴)를 조사한다.초능동 Tn5 트랜스포존을 사용해 뉴클레오솜 국소화를 강조한다.[25][26][27]null

참고 항목

참조

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