H3K9ac

H3K9ac

H3K9ac은 DNA 포장 단백질 히스톤 H3의 후생유전적 변형이다.히스톤 H3 단백질의 9번째 리신 잔류물에서 아세틸화를 나타내는 마크다.

H3K9 히스톤은 두 가지 직업을 가지고 있다.이 표시가 아세틸화되면 유전자가 켜지고 메틸화되면 침묵한다.H3K9ac은 중요한 아세틸레이션이며, 적극적인 프로모터와 연결된다.H3K9ac과 H3K14ac은 적극적 프로모터 주의 일부인 것으로 나타났다.그들은 또한 쌍발적인 발기인과 적극적인 지지자들을 두고 참석한다.

이것은 H3K9ac/H3K9me3 전환의 결함을 통한 간암에 대한 표시이기도 하다.

리신 아세틸화 및 디아세틸화

리신 아세틸화

단백질은 일반적으로 리신 잔류물에 의해 아세틸화되며, 이 반응은 아세틸 그룹 기증자로서 아세틸-코엔자임 A에 의존한다.히스톤 아세틸화 및 디아세틸화에서 히스톤 단백질은 유전자 조절의 일환으로 N-단자 꼬리의 리신 잔류물에 아세틸화 및 탈아세틸화된다.일반적으로 이러한 반응은 히스톤 아세틸트랜스퍼레이즈(HAT) 또는 히스톤 디아세틸레이즈(HDAC) 활성의 효소에 의해 촉매되지만, HATs와 HDACs는 비히스톤 단백질의 아세틸레이션 상태도 수정할 수 있다.[1]

아세틸화와 탈산화에 의한 전사인자, 이펙터 단백질, 분자 체이퍼론, 세포골격계 단백질의 조절은 중요한 변환 후 규제 메커니즘이다[2]. 이러한 규제 메커니즘은 키나아제 및 인산염의 작용에 의한 인산화 및 탈인산화와 유사하다.단백질의 아세틸화 상태가 그 활동을 수정할 수 있을 뿐만 아니라, 최근 이 변환 후 수정은 셀룰러 신호의 동적 제어를 위해 인산화, 메틸화, 편재화, 섬오일화 등과도 교차할 수 있다는 제안이 있었다.[3][4][5]

후생유전학 분야에서 히스톤 아세틸화(및 디아세틸화)는 유전자 전사의 규제에 있어 중요한 메커니즘으로 밝혀졌다.그러나 히스톤만이 변환 후 아세틸화에 의해 조절되는 유일한 단백질은 아니다.

명명법

H3K9ac은 히스톤 H3 단백질 서브유닛에 리신 9의 아세틸화를 나타낸다.

압브르. 의미
H3 H3 히스톤 계열
K 리신의 표준 약어
9 아미노산 잔류물 위치
(N-terminus로 계산)
ac 아세틸 그룹

히스톤 수정

진핵 세포의 게놈 DNA는 히스톤이라고 알려진 특별한 단백질 분자를 감싸고 있다.DNA의 고리에 의해 형성된 복합체를 염색질이라고 한다.염색질의 기본 구조 단위는 뉴클레오솜이다: 이것은 히스톤의 코어 옥타머(H2A, H2B, H3, H4)와 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) 단자의 충전된 꼬리는 H3K36me3에서 볼 수 있는 것과 같이 변환 후 수정의 현장이다.[7][8]

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.[9]히스톤에 대한 현재의 이해와 해석은 두 가지 대규모 프로젝트인 ENCODE와 후생유전자 로드맵에서 나온다.[10]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 [11]밴딩으로 특징지어지는 게놈에서 Chip-sequence의 사용으로 드러난 영역.드로소필라에서도 서로 다른 개발 단계가 프로파일링되었으며 히스톤 수정 관련성에 중점을 두었다.[12]얻은 데이터를 들여다보면 히스톤 수정에 기초한 염색질 상태의 정의가 나왔다.[13]

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.[14]

H3K9ac

H3K9ac과 H3K14ac은 적극적 프로모터 주의 일부인 것으로 나타났다.그들은 또한 쌍발적인 발기인과 적극적인 지지자들을 두고 참석한다.[15]

H3K9 히스톤은 두 가지 직업을 가지고 있다.이 표시가 아세틸화되면 유전자가 켜지고 메틸화되면 침묵한다.H3K9ac은 중요한 아세틸레이션이며, 적극적인 프로모터와 연결된다.[16]

이것은 H3K9ac/H3K9me3 전환의 결함을 통한 간암에 대한 표시이기도 하다.[17]또한 이 마크에서 아세틸화를 낮추면 구강암의 예후가 좋지 않다는 것을 알 수 있다.[18]

방법들

히스톤 마크 아세틸화는 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.[19]

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.[20]

3. transposase 접근성 크로마틴 염기서열 분석(ATAC-seq)을 사용하여 뉴클레오솜이 없는 부위(개방성 크로마틴)를 조사한다.초능동 Tn5 트랜스포존을 사용해 뉴클레오솜 국소화를 강조한다.[21][22][23]

참고 항목

참조

  1. ^ Sadoul K, Boyault C, Pabion M, Khochbin S (2008). "Regulation of protein turnover by acetyltransferases and deacetylases". Biochimie. 90 (2): 306–12. doi:10.1016/j.biochi.2007.06.009. PMID 17681659.
  2. ^ Glozak MA, Sengupta N, Zhang X, Seto E (2005). "Acetylation and deacetylation of non-histone proteins". Gene. 363: 15–23. doi:10.1016/j.gene.2005.09.010. PMID 16289629.
  3. ^ Yang XJ, Seto E (2008). "Lysine acetylation: codified crosstalk with other posttranslational modifications". Mol. Cell. 31 (4): 449–61. doi:10.1016/j.molcel.2008.07.002. PMC 2551738. PMID 18722172.
  4. ^ Eddé B, Denoulet P, de Néchaud B, Koulakoff A, Berwald-Netter Y, Gros F (1989). "Posttranslational modifications of tubulin in cultured mouse brain neurons and astroglia". Biol. Cell. 65 (2): 109–117. doi:10.1016/0248-4900(89)90018-x. PMID 2736326.
  5. ^ Maruta H, Greer K, Rosenbaum JL (1986). "The acetylation of alpha-tubulin and its relationship to the assembly and disassembly of microtubules". J. Cell Biol. 103 (2): 571–579. doi:10.1083/jcb.103.2.571. PMC 2113826. PMID 3733880.
  6. ^ Huang, Suming; Litt, Michael D.; Ann Blakey, C. (2015-11-30). Epigenetic Gene Expression and Regulation. pp. 21–38. ISBN 9780127999586.
  7. ^ Ruthenburg AJ, Li H, Patel DJ, Allis CD (December 2007). "Multivalent engagement of chromatin modifications by linked binding modules". Nature Reviews. Molecular Cell Biology. 8 (12): 983–94. doi:10.1038/nrm2298. PMC 4690530. PMID 18037899.
  8. ^ Kouzarides T (February 2007). "Chromatin modifications and their function". Cell. 128 (4): 693–705. doi:10.1016/j.cell.2007.02.005. PMID 17320507.
  9. ^ Jenuwein T, Allis CD (August 2001). "Translating the histone code". Science. 293 (5532): 1074–80. doi:10.1126/science.1063127. PMID 11498575.
  10. ^ Birney E, Stamatoyannopoulos JA, Dutta A, Guigó R, Gingeras TR, Margulies EH, et al. (The ENCODE Project Consortium) (June 2007). "Identification and analysis of functional elements in 1% of the human genome by the ENCODE pilot project". Nature. 447 (7146): 799–816. Bibcode:2007Natur.447..799B. doi:10.1038/nature05874. PMC 2212820. PMID 17571346.
  11. ^ Filion GJ, van Bemmel JG, Braunschweig U, Talhout W, Kind J, Ward LD, Brugman W, de Castro IJ, Kerkhoven RM, Bussemaker HJ, van Steensel B (October 2010). "Systematic protein location mapping reveals five principal chromatin types in Drosophila cells". Cell. 143 (2): 212–24. doi:10.1016/j.cell.2010.09.009. PMC 3119929. PMID 20888037.
  12. ^ Roy S, Ernst J, Kharchenko PV, Kheradpour P, Negre N, Eaton ML, et al. (modENCODE Consortium) (December 2010). "Identification of functional elements and regulatory circuits by Drosophila modENCODE". Science. 330 (6012): 1787–97. Bibcode:2010Sci...330.1787R. doi:10.1126/science.1198374. PMC 3192495. PMID 21177974.
  13. ^ Kharchenko PV, Alekseyenko AA, Schwartz YB, Minoda A, Riddle NC, Ernst J, et al. (March 2011). "Comprehensive analysis of the chromatin landscape in Drosophila melanogaster". Nature. 471 (7339): 480–5. Bibcode:2011Natur.471..480K. doi:10.1038/nature09725. PMC 3109908. PMID 21179089.
  14. ^ Kundaje A, Meuleman W, Ernst J, Bilenky M, Yen A, Heravi-Moussavi A, Kheradpour P, Zhang Z, et al. (Roadmap Epigenomics Consortium) (February 2015). "Integrative analysis of 111 reference human epigenomes". Nature. 518 (7539): 317–30. Bibcode:2015Natur.518..317.. doi:10.1038/nature14248. PMC 4530010. PMID 25693563.
  15. ^ Karmodiya, Krishanpal; Krebs, Arnaud R.; Oulad-Abdelghani, Mustapha; Kimura, Hiroshi; Tora, Laszlo (2012). "H3K9 and H3K14 acetylation co-occur at many gene regulatory elements, while H3K14ac marks a subset of inactive inducible promoters in mouse embryonic stem cells". BMC Genomics. 13: 424. doi:10.1186/1471-2164-13-424. PMC 3473242. PMID 22920947.
  16. ^ "Histone H3K9 Review". Epigenie. Retrieved 16 December 2019.
  17. ^ Ji, Hongjie; Zhou, Yongjie; Zhuang, Xiang; Zhu, Yongjie; Wu, Zhenru; Lu, Yannrong; Li, Shengfu; Zeng, Yong; Lu, Qing R.; Huo, Yanying; Shi, Yujun; Bu, Hong (2019). "HDAC3 deficiency promotes liver cancer through a defect in H3K9ac/H3K9me3 transition". Cancer Research. 79 (14): 3676–3688. doi:10.1158/0008-5472.CAN-18-3767. PMC 6679938. PMID 31097476.
  18. ^ Webber, Liana P.; Wagner, Vivian P.; Curra, Marina; Vargas, Pablo A.; Meurer, Luise; Carrard, Vinícius C.; Squarize, Cristiane H.; Castilho, Rogério M.; Martins, Manoela D. (2017). "Hypoacetylation of acetyl-histone H3 (H3K9ac) as marker of poor prognosis in oral cancer". Histopathology. 71 (2): 278–286. doi:10.1111/his.13218. PMID 28326594.
  19. ^ "Whole-Genome Chromatin IP Sequencing (ChIP-Seq)" (PDF). Illumina. Retrieved 23 October 2019.
  20. ^ "MAINE-Seq/Mnase-Seq". illumina. Retrieved 23 October 2019.
  21. ^ Buenrostro, Jason D.; Wu, Beijing; Chang, Howard Y.; Greenleaf, William J. (2015). "ATAC-seq: A Method for Assaying Chromatin Accessibility Genome-Wide". Current Protocols in Molecular Biology. 109: 21.29.1–21.29.9. doi:10.1002/0471142727.mb2129s109. ISBN 9780471142720. PMC 4374986. PMID 25559105.
  22. ^ Schep, Alicia N.; Buenrostro, Jason D.; Denny, Sarah K.; Schwartz, Katja; Sherlock, Gavin; Greenleaf, William J. (2015). "Structured nucleosome fingerprints enable high-resolution mapping of chromatin architecture within regulatory regions". Genome Research. 25 (11): 1757–1770. doi:10.1101/gr.192294.115. ISSN 1088-9051. PMC 4617971. PMID 26314830.
  23. ^ Song, L.; Crawford, G. E. (2010). "DNase-seq: A High-Resolution Technique for Mapping Active Gene Regulatory Elements across the Genome from Mammalian Cells". Cold Spring Harbor Protocols. 2010 (2): pdb.prot5384. doi:10.1101/pdb.prot5384. ISSN 1559-6095. PMC 3627383. PMID 20150147.