저번 포스팅에서는 히스톤 마커가 무엇인지에 대한 기본 개념에 대해서 다뤄보았다.
이번에는 여러 히스톤 마커를 소개하고 각각의 의미를 알아보도록 할것이다.
위 그림에서 4개의 히스톤이 있지만, 가장 중요하게 생각되는 히스톤은 H3 라고 볼 수 있다.
H3 tail에 관련된 히스톤 단백질들이 Euchromatin, heterochromatin 을 생성하는데 가장 큰 영향을 미치기 때문이다.
<H3K4me3>
가장 잘 알려진 histone marker로는 H3K4me3가 있다.
이 이름에 대해서 조금 더 알아보자. H3는 알다시피 히스톤 H3에서 따온 이름이고, K4는 H3의 tail의 바깥쪽 에 있는 K4 위치를 의미한다. Me3(trimethylation)는 세개의 메틸 그룹이 히스톤에 붙는다는 뜻이다. 세개의 메틸그룹이 H3K4 에 붙어 H3K4me3가 히스톤 테일에 있으면 뉴클레오좀이 Euchromatin부분이 되어 DNA와 히스톤이 느슨하게 엮여있는 상태가 된다. 떄문에 H3K4me3는 유전자 promoter 부분에 많이 있게 되고, "전사 활성화"(transcription activation) 마커로써 알려지게 되었다.
<H3K9me2>
히스톤 H3에 K9 위치 (위그림 참고)에 두개의 메틸 그룹이 붙는다는 뜻이다. 이렇게 되면 heterochromatin이 되어 유전자가 silencing 된다고 알려져 있다. 여기서 헤테로크로마틴(heterochromain)에 대해서 조금 더 자세히 이야기 해보자. 저번 포스팅에서 헤테로크로마틴은DNA가 빡빡하게 감겨져 있는 DNA 부분이라고 말했다. 이러한 헤테로 크로마틴은 사실 두종류가 있는데 constitutive와 facultative가 이 둘이다. Constitutive는 상대적으로 안정적이고 facultative는 다이나믹해서 유동적이다. H3K9me2는 특히나 Constitutive heterochomatin 마커로써 알려져 있다.
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예를들어서, tansposable element는 항상 억제되어 있어야 한다! 그래서 Transposable element 는 항상 억제 되어있어야 하므로 Constitutive heterochromatin 상태여야 한다. 때문에 H3K9me2 마커는 transposable element에서 많이 발견된다!
<H3K27me3>
히스톤 H3에 K27 위치 (위그림 참고)에 세개의 메틸 그룹이 붙는다는 뜻이다. 이 마커는 특히나
유동적인 facultative heterochromain marker 이다. H3K27me3는 대표적인 repressive marker이다!
예를들어서, imprinting 유전자들이나 식물에서 개화를 유도하는(vernalization gene-대표적 예: FLC 유전자)같은 경우에는 H3K27me3에 의해 억제된다. FLC는 평소에는 잘 발현되고 꽃이 필때가 되면 H3K27me3에 의해 억제되고, 그 뒤로 꽃이 피게된다.
- 참고, 식물과 PRC2 그리고 H3K27me3에 대한 이야기...
이전 포스팅에서 이야기 했던 PRC2에 의해서 억제되는 유전자들은 주로 H3K27me3가 많다. 왜냐하면 생화학적으로 PRC2의 기능은 타겟지역을 K27me3화 시키는 것이기 때문이다. 평소에 FLC가 잘 별현하다가 이제 추위가와서 꽃이 펴야 하면 VIN3가 나타나서 PRC2가 리크룻되고 그러면 H3K27me3가 증가하고 일시적으로 heterochromatin이 되고 사일런싱이 되는것이다! 가끔 식물들 중에 잎은 계속 나는데 꽃대가 올라오지 않는 경우가 있는데, 이 경우 저온처리(주로 4도씨)를 일정기간 해주면 FLC 크로마틴에 H3K27me3이 증가하고 FLC 발현이 억제되면서 flowering stage로 넘어가게된다. 이런 저온처리를 춘화처리 (vernalization)이라 부른다.
해당 포스팅을 작성하는데 도움을 주신 장박사님께 감사의 말씀을 드린다.
