바이오인

히스톤 메틸화를 넘어서서

(Beyond Histone Methylation!!!)

Jason et al., (2010) Negative Regulation of Hypoxic Responses via Induced Reptin Methylation. Molecular Cell 39, 71-85.

Subramanian et al., (2008) Regulation of Estrogen Receptor alpha by the SET7 Lysine Methyltransferase. Molecular Cell 30, 336-347.

Esteve et al., (2009) Regulation of DNMT1 stability through SET7-mediated lysine methylation in mammalian cells. PNAS 106,5076-5081.

Liu et al., (2010) Structural basis for methylargininedependent recognition of Aubergine by Tudor. Genes & Development 24:1876-1881.

세포내에서 DNA를 감싸고 있는 히스톤 단백질은 여러가지 post-translational modification 이 일어나는 것으로 알려져 있다. 특히 히스톤의 N-terminal 부분이 인산화, 아세틸화, 메틸화등이 일어나는데 히스톤의 modification 종류에 따라, 히스톤을 감싸고 있는 DNA의 유전자 발현이 조절된다. 이렇게 히스톤의 modification 양상 이 유전자의 발현을 조절하는 코드로 작용할 수 있다는 이른 바“히스톤 코드’가설이 세워졌다. 이 중에서 히스톤의 메틸화는 유전자의 발현과 억제에 직접적으로 중요한 역할을 하는 것으로 밝혀졌는데, 히스톤 H3의 4번째 라이신(Lys)의 메틸화는 유전자의 발현을 유도하고, 히스톤 H3 의 27 번째 리이신(Lys)의 메틸화는 유전자의 억제를 유도한다. 최근 이러한 단백질의
메틸화가 히스톤이 아닌 세포 내 여러 단백질에서도 일어나는 것으로 보고되고 있으며, 더욱이 재미있는 것은 기존에 히스톤을 메틸화하는 효소로 알려져 있던 methyltransferase가 히스톤 뿐만 아니라 다른 단백질을 메틸화시킴으로써 단백질의 기능을 조절한다는 것이다. 단백질의 Posttranslational modification 은 비교적 연구가 많이 되어있는 편이다. 그 대표적인 예로, 단백질의 인산화는 세포내의 signal 의 전달을 하는 방법으로 잘 알려져 있다. 하지만 단백질의 메틸화는 주로 히스톤에서 일어나는 에피제넥틱 표식으로서 알려져 있을 뿐 비히스톤 메틸화에 대한 연구는 거의 없는 실정이다. 본 소식지에서는 최근 보고된 비히스톤 단백질들이 메틸화됨으러써 단백질의 localization 및 안정성에 영향을 주다는 연구결과들에 대해 소개하고자 한다.

최근 서울대 백성희 교수팀이 Molecular Cell 에 발표한 논문에 따르면 기존에 히스톤 H3 Lys9 의 메틸화효소로 알려진 G9a 메틸화 효소가, 크로마틴 리모델링 단백질인 Reptin 의 Lsy67 또한 메틸화시키는 것으로 밝혀졌다.
Reptin 의 메틸화는 저산소 (hypoxic) 조건에서 유도되며, 메틸화된 Reptin 이 hypoxia 에 의해 발현이 억제되는 것으로 알려진 유전자의 promoter 부분에 localization 된다는 것이다 (그림 1). 즉, 이 논문에서는 Reptin 을 메틸화 시키는 효소가 바로 히스톤 Lys 9 의 메틸화 효소로 알려져 있는 G9a 라고 밝혔는데, 이러한 결과는 히스톤 메틸화 효소가 히스톤이 아닌 다른 단백질을 메틸화한다는 최근 일련의 결과들과 일맥상통하는 것이라고 할 수 있다. 그렇다면 Reptin의 메틸화는 Reptin에 어떠한 영향을 주는 것일까?

.......(계속)

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