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히스톤 메틸화: 건강과 질병 및 유전의 역동적인 지표

전문가 제언: ○ 생명체는 유전자 발현프로그램이 자극에 반응할 것인지, 그대로 상태를 유지할 것인지와 같은 안전성과 가역성의 균형을 유지해야 하며 이러한 역동적인 조절에 후생유전적인 조절이 동반되고 있다. 후생유전은 DNA 서열에 놓여 있지 않은 정보가 어버이에서 자식으로 대를 이어 전달되는 유전적인 현상을 말하고 있으나, 그러한 유전적인 기전이나 그 정도가 얼마나 되는지는 잘 모르고 있다. 이러한 기전에는 DNA, 히스톤의 메틸화 그리고 microRNA 등이 관여하는 것으로 알고 있다.

○ 번역 후 히스톤의 수식(histone post-translational modifications; PTMs)은 염색질의 변화와 연계되어 생물의 발달과 세포의 반응과정에서 중요한 것으로, PTMs은 히스톤의 인산화, 메틸화 등을 포함하고 이 수식이 염색질의 압축이나 다른 단백질 복합체에 신호를 통해 유전자발현을 조절하는 것으로 본다. 따라서 이러한 수식은 발달과 노화, 질병과도 연관이 있으며 메틸화의 특성이 대를 거쳐 유전되는 것으로 본다. 이 리뷰에서는 히스톤의 메틸화와 탈메틸화가 건강, 질병, 노화에 어떤 영향을 미치는지를 검토하고 있다.

○ PTMs 히스톤의 안전과 역동성의 균형은 정확한 유전전사에 필수적이다. 히스톤의 메틸화는 arginines, lysines, histidines과 같은 기본 아미노산기(residues)에서 일어나고 lysines은 ε-amine기에 monomethylated (me1), dimethylated(me2)되고 있고 arginines에서도 (me1), 대층 비-대층(me2s)으로 guanidinyl에서 일어난다. Histidines에서도 (me1)이 보고되고 있지만 흔하지는 않다.

○ 국내에서도 후생유전학 연구와 관련하여 DNA와 히스톤의 수식에 대한 연구가 활발하며, 거기에 microRNA에 대한 연구도 좋은 논문들이 발표되고 있으며 질병과의 연관관계에 중점을 두고 있다. 다만 메틸화는 히스톤 외의 단백질에서도 일어나고 있어 히스톤과 다른 여러 가지 기질의 변화를 명료하게 밝히는 것도 중요하리라 생각한다.

저자: Eric L. Greer and Yang Shi
자료유형: 학술정보