インスレーター (遺伝学)
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/03/31 15:45 UTC 版)
CTCFインスレーター
CTCFインスレーターはその三次元構造によってエンハンサー遮断活性を示すようであり[10]、バリア活性との直接的な関係はみられない[11]。脊椎動物はCTCFインスレーターに特に高度に依存しているようであるが、多くの異なるインスレーター配列が同定されている[2]。エンハンサーと標的遺伝子との相互作用は、2つのCTCF結合部位の間の物理的相互作用によって形成されるInsulated neighborhood内で行われる[12]。
調節
CTCFを調節する機構の1つは、DNA配列のメチル化である。CTCFタンパク質は非メチル化部位に選択的に結合することが知られているため、CpGアイランドのメチル化によってエピジェネティックな調節が行われていると考えられる[2]。その一例はIgf2-H19インプリンティング遺伝子座でみられ、父親由来のインプリンティング制御領域（imprinting control region、ICR）はメチル化されることでCTCFの結合が防がれる[13]。2つ目の調節機構は、CTCFインスレーターが完全に機能するために必要なタンパク質を調節するものである。こうした調節の標的となるタンパク質には、コヒーシン、RNAポリメラーゼ、CP190などが含まれるが、これらに限定されるものではない[2][14]。
gypsyインスレーター
ショウジョウバエDrosphilaのgypsyレトロトランスポゾンに見られるインスレーターエレメントは、詳細な研究が行われた配列の1つである。gypsyインスレーターは、レトロトランスポゾンエレメントの5'非翻訳領域（UTR）に存在する。gypsyは、新しいゲノム位置へ挿入された際に隣接する遺伝子の発現に影響を与え、特定の発生段階で組織特異的に変異表現型を引き起こす。このインスレーターは、影響を受ける遺伝子の時間的・空間的な発現を制御するエンハンサーを抑制する効果があると考えられる[15]。
βグロビン遺伝子座
脊椎動物で最初に観察されたインスレーターはニワトリのβグロビン遺伝子座のcHS4である。cHS4は、βグロビン遺伝子座の活発なユークロマチン領域と、凝縮して不活性な上流のヘテロクロマチン領域の境界となっている。cHS4インスレーターはヘテロクロマチンの拡大によるクロマチンを介したサイレンシングに対するバリア活性、そしてエンハンサーとプロモーターの相互作用の遮断活性の双方を示す。cHS4の特徴は、その5'末端に反復的なヘテロクロマチン領域があることである[5]。
cHS4のヒトもホモログはHS5である。ニワトリのβグロビン遺伝子座とは異なり、ヒトのβグロビン遺伝子座は開いたクロマチン構造であり、5'末端側はヘテロクロマチン領域と隣接していない。HS5はin vivoでエンハンサー遮断活性とバリア活性の双方を示すと考えられている[5]。
CTCFは、βグロビン遺伝子の発現を制御する役割を果たすことでその役割が最初に特徴づけられた。この遺伝子座ではCTCFはインスレーター結合タンパク質として機能し、染色体の境界を形成する[13]。CTCFはニワトリのβグロビン遺伝子座にもヒトのβグロビン遺伝子座にも存在する。ニワトリのβグロビン遺伝子座のcHS4では、CTCFはエンハンサー遮断活性を担う領域（FII）に結合している[5]。
- ^ Allison, Lizabeth A. (2012). Fundamental Molecular Biology. New Jersey: John Wiley & Sons, Inc.. pp. 300–301. ISBN 9781118059814
- ^ a b c d e f g Yang, Jingping; Corces, Victor G. (2011). “Chromatin Insulators: A Role in Nuclear Organization and Gene Expression”. Advances in Cancer Research 110: 43–76. doi:10.1016/B978-0-12-386469-7.00003-7. ISBN 9780123864697. ISSN 0065-230X. PMC 3175007. PMID 21704228.
- ^ a b c d e West, Adam G.; Gaszner, Miklos; Felsenfeld, Gary (2002-02-01). “Insulators: many functions, many mechanisms” (英語). Genes & Development 16 (3): 271–288. doi:10.1101/gad.954702. ISSN 0890-9369. PMID 11825869.
- ^ a b c d e f g Gaszner, Miklos; Felsenfeld, Gary (September 2006). “Insulators: exploiting transcriptional and epigenetic mechanisms” (英語). Nature Reviews Genetics 7 (9): 703–713. doi:10.1038/nrg1925. ISSN 1471-0064. PMID 16909129.
- ^ a b c d Wai, Albert W.K.; Gillemans, Nynke; Raguz-Bolognesi, Selina; Pruzina, Sara; Zafarana, Gaetano; Meijer, Dies; Philipsen, Sjaak; Grosveld, Frank (2003-09-01). “HS5 of the human β-globin locus control region: a developmental stage-specific border in erythroid cells”. The EMBO Journal 22 (17): 4489–4500. doi:10.1093/emboj/cdg437. ISSN 0261-4189. PMC 202379. PMID 12941700.
- ^ “The insulation of genes from external enhancers and silencing chromatin”. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 99 Suppl 4: 16433–7. (December 2002). doi:10.1073/pnas.162342499. PMC 139905. PMID 12154228.
- ^ Perkel J (1 June 2015). “Mapping chromosome neighborhoods”. BioTechniques 58 (6): 280–284. doi:10.2144/000114296. PMID 26054763.
- ^ Ong CT, Corces VG (April 2014). “CTCF: an architectural protein bridging genome topology and function”. Nat Rev Genet 15 (4): 234–46. doi:10.1038/nrg3663. PMC 4610363. PMID 24614316.
- ^ Deng, W; Lee, J; Wang, H; Miller, J; Reik, A; Gregory, P. D.; Dean, A; Blobel, G. A. (2012). “Controlling long-range genomic interactions at a native locus by targeted tethering of a looping factor”. Cell 149 (6): 1233–44. doi:10.1016/j.cell.2012.03.051. PMC 3372860. PMID 22682246.
- ^ “CTCF: master weaver of the genome”. Cell 137 (7): 1194–211. (June 2009). doi:10.1016/j.cell.2009.06.001. PMC 3040116. PMID 19563753.
- ^ Phillips, Jennifer E.; Corces, Victor G. (2009-06-26). “CTCF: Master Weaver of the Genome”. Cell 137 (7): 1194–1211. doi:10.1016/j.cell.2009.06.001. ISSN 0092-8674. PMC 3040116. PMID 19563753.
- ^ Dowen, JM; Fan, ZP; Hnisz, D; Ren, G; Abraham, BJ; Zhang, LN; Weintraub, AS; Schuijers, J et al. (9 October 2014). “Control of cell identity genes occurs in insulated neighborhoods in mammalian chromosomes.”. Cell 159 (2): 374–87. doi:10.1016/j.cell.2014.09.030. PMC 4197132. PMID 25303531.
- ^ a b c Allison, Lizabeth A. (2012). Fundamental Molecular Biology. New Jersey: John Wiley & Sons, Inc.. pp. 367. ISBN 9781118059814
- ^ Kim, Somi; Yu, Nam-Kyung; Kaang, Bong-Kiun (June 2015). “CTCF as a multifunctional protein in genome regulation and gene expression” (英語). Experimental & Molecular Medicine 47 (6): e166. doi:10.1038/emm.2015.33. ISSN 2092-6413. PMC 4491725. PMID 26045254.
- ^ Gdula, David A.; Gerasimova, Tatiana I.; Corces, Victor G. (1996). “Genetic and Molecular Analysis of the gypsy Chromatin Insulator of Drosophila”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 93 (18): 9378–9383. doi:10.1073/pnas.93.18.9378. JSTOR 39717. PMC 38435. PMID 8790337.
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