바이오인

Genetic regulation of epigenetic mechanisms underlying accessible chromatin

  

 

 

 

 

 

염색질 구조 (chromatin structure)는 전사, DNA repair, DNA 재조합, DNA 복제 등의 유전적인 조절 과정과 관련된 DNA 결합 단백질 (DNA binding protein)이 광범위하게 접근하는 것을 조절한다. 따라서 열린 염색질 지역(open chromatin region; OCRs)은 조절자들이 접근하기 쉬운 영역을 나타내며, 게놈에서 조절 인자 (promoter, enhancer, silencer, insulator, replication origin, recombination hotspots 등)의 영역을 발견하는데 사용되어 왔다. 또한, OCRs은 히스톤이 없는 지역을 표지한다. 따라서, nucleosome remodeling과 modification은 열린 OCR의 형성과 조절에 밀접하게 연관된다.

 

OCR을 캡쳐하는데 이미 잘 알려져 있는 방법인 DNase-seq (DnaseI Hypersensitivity site sequencing) 방법 이외에도 FAIRE-seq (Formaldehyde-Associated Isolation of Regulatory Elements Sequencing) 기술은 OCR을 캡쳐하는데 사용되어 왔다. FAIRE-seq도 DNase-seq 과 마찬가지로 SNP에 따른 염색질 접근성 (chromatin accessibility)의 정량적인 측정이 가능하다. OCRs에 위치한 SNP는 염색질의 접근성에 영향을 미칠 수 있고, 이는 염색질의 구조 자체가 후대로 유전되는 특징을 보일 수 있다.

 

그리고, 염색질 개방은 조절지역에서 필요하며, 조절지역을 이루는 promoter나 enhancer 등은 조절 기작이나 특정 기능과 연관되어 있는 히스톤 modification을 수반한다. 예를 들어 H3K4me3는 H3/H4 아세틸화와 함께 active promoter를 마크하거나, H3k27me3와 함께 poised promoter를 마크하지만, H3K27ac, H3K4me1, H3K9me3의 조합은 active, inactive, poised enhancer를 마크한다 (1-3). 히스톤 modification이 어떻게 분포하는지 genome-wide한 분석을 통해 다양한 염색질의 상태를 확인할 수 있다.