후성유전학과 사람의 질병

전문가 제언

○ 후성유전학(後成遺傳學, epigenetics)은 DNA에서 변화가 아니라 다른 메커니즘에 의해 일어나는 표현형질이나 유전자 발현의 변화를 뜻한다. 이런 변화는 세포분열 동안에 그대로 유지되며 여러 세대를 걸쳐 계속된다. 그러나 유기체의 DNA 서열에는 변화가 없으며 비유전적 인자들에 의해 유전자들의 발현이 활성화되거나 억제된다.

○ 한 세포나 개체의 표현형질은 어느 유전자가 전사되느냐에 따라 영향을 받기 때문에 전사 상태가 후성유전학적 영향을 낳는다. 유전자 발현을 조절하는 한 가지 방법은 DNA의 특정한 자리에 있는 시토신의 피리미딘 고리에 메틸기를 결합시켜 조절하는 것이다. 포유류를 포함한 거의 모든 진핵세포 DNA에서 메틸화된 염기는 5-메틸시토신이다. 이런 메틸화는 여러 가지 회문식 서열의 CG 디뉴클레오티드에서 많이 일어난다. DNA 메틸화는 진핵세포의 유전자 발현을 억제한다.

○ 유전자 발현을 조절하는 또 다른 방법은 염색질에 있는 히스톤의 변형에 의한 것이다. 전사를 활성화 하려면 히스톤의 변형과 리모델링이 필수이다. 히스톤 변형은 아세틸화, 메틸화, 우비퀴틴화 및 인산화 등을 포함하여 60가지 이상이 발견되었다. 히스톤에는 6종류가 있고 이 중에서 가장 철저히 연구된 것은 리신 변형인 histone H3 lysine4 trimethylation(H3K4m3)이다. H3K4는 메틸기가 하나, 둘 또는 3개 치환된 것도 있고 아세틸기가 치환된 것도 있는데, 모두 유전자 발현을 활성화한다. 그러나 어떤 히스톤은 변형되면 발현을 억제한다.

○ 5-methylcytosine(m5C)이 T로의 돌연변이가 지금까지 사람의 암에서 가장 널리 퍼진 돌연변이이며 세포성 암유전자를 암유전자로 전환시킨다. 이 밖에 세포성 암유전자의 저메틸화와 암 억제자를 암호화하는 유전자의 과메틸화는 암과 관련된다. 또한 히스톤 변형양식의 변화도 CpG 메틸화와 관계없이 암의 발생과 직접 연관된다.

○ 암뿐만 아니라 자가면역질환 등 여려가지 질병들이 DNA 메틸화와 히스톤 변형과 밀접하게 관련된다. 후성유전학 연구는 질병치료에 새로운 희망을 비춰주며, 현재 DNA 탈메틸화 약품이 암 치료에 이용되고 있다.

저자

Martin Hirst

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

바이오

연도

2009

권(호)

41(1)

잡지명

The International Journal of Biochemistry & Cell Biology

과학기술
표준분류

바이오

페이지

136~146

분석자

서*림

분석물

• 후성유전학과 사람의 질병.pdf [412,198 byte]

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