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H3K9me3は、DNA パッケージングタンパク質ヒストン H3のエピジェネティック修飾です。これは、ヒストン H3 タンパク質の9 番目のリジン残基のトリメチル化を示すマークであり、ヘテロクロマチンと関連付けられることが多いです。
命名法
H3K9me3はヒストンH3タンパク質サブユニット上のリジン9のトリメチル化を示す: [1]
リジンのメチル化
この図はリジン残基の進行性メチル化を示しています。トリメチル化 (右) は H3K9me3 に存在するメチル化を示します。
ヒストン修飾を理解する
真核細胞のゲノム DNA は、ヒストンと呼ばれる特殊なタンパク質分子に巻き付いています。DNA のループによって形成される複合体はクロマチンと呼ばれます。クロマチンの基本構造単位はヌクレオソームです。これは、ヒストンのコア オクタマー (H2A、H2B、H3、H4) とリンカー ヒストン、および約 180 塩基対の DNA で構成されています。これらのコア ヒストンには、リジンとアルギニン残基が豊富に含まれています。これらのヒストンのカルボキシル (C) 末端は、ヒストン間相互作用だけでなく、ヒストンと DNA 間の相互作用にも寄与しています。アミノ (N) 末端の荷電テールは、H3K9me3 に見られるような翻訳後修飾の場所です。[2] [3]
エピジェネティックな意味合い
ヒストン修飾複合体またはクロマチンリモデリング複合体によるヒストンテールの翻訳後修飾は細胞によって解釈され、複雑で組み合わせた転写出力につながる。ヒストンコードは、特定領域内のヒストン間の複雑な相互作用によって遺伝子の発現を指示すると考えられている。[4]ヒストンに関する現在の理解と解釈は、2つの大規模プロジェクト、ENCODEとエピゲノムロードマップから生まれたものである。[5]エピゲノム研究の目的は、ゲノム全体にわたるエピジェネティックな変化を調査することでした。これにより、異なるタンパク質やヒストン修飾の相互作用をグループ化することでゲノム領域を定義するクロマチン状態が生まれました。ショウジョウバエ細胞におけるクロマチン状態は、ゲノム内のタンパク質の結合場所を見ることで調査されました。ChIPシーケンシングの使用により、異なるバンドを特徴とするゲノム内の領域が明らかになりました。[6]ショウジョウバエでも様々な発達段階がプロファイリングされ、ヒストン修飾の関連性に重点が置かれました。[7]得られたデータを調べた結果、ヒストン修飾に基づいたクロマチン状態の定義ができました。[8]特定の修飾がマッピングされ、特定のゲノム領域に濃縮が局在していることがわかりました。5つのコアヒストン修飾が見つかり、それぞれがさまざまな細胞機能に関連していました。
ヒトゲノムはクロマチン状態で注釈付けされました。これらの注釈付き状態は、基礎となるゲノム配列とは独立してゲノムを注釈付ける新しい方法として使用できます。DNA配列からの独立性は、ヒストン修飾のエピジェネティックな性質を強化します。クロマチン状態は、エンハンサーなどの定義された配列を持たない制御要素を識別するのにも役立ちます。この追加レベルの注釈により、細胞固有の遺伝子制御をより深く理解できます。[9]
意義
H3K9me3でマークされたヘテロクロマチンは、系統決定中の器官形成の開始時に胚性幹細胞において極めて重要な役割を果たし、系統忠実性の維持にも役割を果たします。[10]
方法
ヒストンマークはさまざまな方法で検出できます。
1. クロマチン免疫沈降シーケンシング（ChIPシーケンシング）は、標的タンパク質に結合して免疫沈降されたDNA濃縮量を測定する。この方法は最適化に優れており、細胞内で起こるDNA-タンパク質結合を明らかにするために生体内で使用されている。ChIP-Seqは、ゲノム領域に沿ったさまざまなヒストン修飾のさまざまなDNA断片を識別および定量化するために使用できる。[11]
2. ミクロコッカスヌクレアーゼシーケンシング（MNase-seq）は、適切に配置されたヌクレオソームが結合した領域を調べるために使用されます。ミクロコッカスヌクレアーゼ酵素の使用は、ヌクレオソームの位置を特定するために使用されます。適切に配置されたヌクレオソームは、配列が豊富であることがわかります。[12]
3. トランスポザーゼアクセスクロマチンシーケンシングアッセイ（ATAC-seq）は、ヌクレオソームのない領域（オープンクロマチン）を調べるために使用されます。これは、ヌクレオソームの局在を強調するために、過剰に活性化したTn5トランスポゾンを使用します。[13] [14] [15]
参照
参考文献
- ^ ファン、スミン;リット、マイケル D.アン・ブレイキー、C. (2015-11-30)。エピジェネティックな遺伝子の発現と制御。 21–38ページ。ISBN 9780127999586。
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