ヒストンセロトニレーションは,H3K4me3へのTFIID結合を強化する許容性修正である
Lorna A Farrelly1, Robert E Thompson2, Shuai Zhao3,4
1Fishberg Department of Neuroscience, Friedman Brain Institute, Icahn School of Medicine at Mount Sinai, New York, NY, USA.
Nature
|March 15, 2019
まとめ
遺伝子の発現に直接影響を及ぼします 遺伝子の発現に直接影響を及ぼします セロトニン (5-ヒドロキシトリプタミン) が関与するこのプロセスは,細胞の分化と遺伝子調節に影響を与えます.
科学分野:
- エピジェネティクスと分子生物学
- 神経科学
- 生物化学
背景:
- ヒストンの改変は遺伝子転写のような DNA テンプレート化されたプロセスを制御する.
- セロトニン (5-ヒドロキシトリプトミン,5-HT) は主に神経伝達とシグナル伝達で知られている.
- ヒストンの改変による直接的な遺伝子調節におけるセロトニンの役割は未知のものである.
研究 の 目的:
- セロトニンを含む新しいヒストンの翻訳後の改変を特定し,特徴づけること.
- 遺伝子発現と細胞過程におけるこの改変のメカニズムと生物学的意義を調査する.
主な方法:
- H3K4me3Q5serを生成する,組織トランスグルタミンゼ2媒介のセロトニル化が実証された.
- ヒトのセロトナージックニューロン,発達中のマウスの脳,および培養されたセロトナージック細胞の全ゲノム分析を行った.
- 機能的影響を評価するために,セロトニル化できない変異ヒストンH3を使用した.
主要な成果:
- 哺乳類におけるヒストンH3 (H3K4me3Q5ser) に関するグルタミン5位 (Q5ser) のセロトニル化が特定され,脳と腸に濃縮された.
- 許容性遺伝子発現と細胞の分化に関連したH3K4me3Q5ser核細胞が見つかりました.
- 変異した遺伝子発現と非セロトニル化可能なH3変異体を発現する細胞の分化欠陥が観察された.
結論:
- 許容性遺伝子発現を直接媒介する新しいヒストンの改変として,セロトニル化を発見した.
- 既知の神経伝達物質の機能とは無関係に,セロトニンが遺伝子調節における役割を確立した.
- H3K4me3Q5serの細胞分化と遺伝子発現パターンの重要性を強調した.
関連する概念動画
Histone Modification
16.1K
The histone proteins have a flexible N-terminal tail extending out from the nucleosome. These histone tails are often subjected to post-translational modifications such as acetylation, methylation, phosphorylation, and ubiquitination. Particular combinations of these modifications form “histone codes” that influence the chromatin folding and tissue-specific gene expression.
Acetylation
The enzyme histone acetyltransferase adds acetyl group to the histones. Another enzyme, histone...
Acetylation
The enzyme histone acetyltransferase adds acetyl group to the histones. Another enzyme, histone...
16.1K
Histone Modification
4.5K
4.5K
Spreading of Chromatin Modifications
9.4K
The histone proteins in the nucleosomes are post-translationally modified (PTM) to increase or decrease access to DNA. The commonly observed PTMs are methylation, acetylation, phosphorylation, and ubiquitination of lysine amino acids in the histone H3 tail region. These histone modifications have specific meaning for the cell. Hence, they are called "histone code". The protein complex involved in histone modification is termed as "reader-writer" complex.
Writers
The writer...
Writers
The writer...
9.4K
Histone Variants at the Centromere
5.0K
Histone variants are the histone proteins with structural and sequence variations. These variants may be regarded as “mutant” forms that replace their canonical histone counterparts in the nucleosomes. Specific post-translational modifications on the histone variants enable further chromatin complexity and regulate tissue-specific gene expression. The most common histone variants are from histone H2A, H2B, and linker histone H1 families. However, several variants of histone H3...
5.0K
Cooperative Binding of Transcription Regulators
7.3K
Transcriptional regulators bind to specific cis-regulatory sequences in the DNA to regulate gene transcription. These cis-regulatory sequences are very short, usually less than ten nucleotide pairs in length. The short length means that there is a high probability of the exact same sequence randomly occurring throughout the genome. Since regulators can also bind to groups of similar sequences, this further increases the chances of random binding. Transcriptional regulators form...
7.3K
The Equilibrium Binding Constant and Binding Strength
15.0K
The equilibrium binding constant (Kb) quantifies the strength of a protein-ligand interaction. Kb can be calculated as follows when the reaction is at equilibrium:
15.0K


