欧州研究機構のアドバンスグラントで行われるNIPTの臨床試験に日本から共同参加する栄誉を頂きました。 ミネルバクリニックでは、世界中の国際認証を受けた遺伝子検査機関を厳選して業界オンリーワンの検査体制を整えています。

ミネルバクリニックは高い専門性を誇り技術で皆さんにお答えする診療を行なっているため無料相談は受け付けておりません

ヒストン

ヒストンは、長い DNA分子を折り畳んで核内に収納する役割をもつタンパクです.ヒストンはDNA結合タンパクの大部分を占め,ヒストンとDNAの重量比はほぼ1:1となっています.ヒストンは強い塩基性のタンパクであり,酸性の DNA との高い親和性があります.
各ヒストンを構成するアミノ酸のうち,20%以上が塩基性の残基(リシンまたはアルギニン)である.
1つのヒストン八量体は,約 146 bp の DNA を左巻きに約1.65回巻き付け,ヌクレオソームを構築する.ヌクレオソームはクロマチン構造の最小単位です.
ヌクレオソームの形成は一般に転写を阻害的します.ゆるまないと転写因子がくっつくこともできないためです.
転写がなされる遺伝子座染色体では、ヌクレオソームが緩んだりヒストンが解離していることが知られています.

コアヒストン

コアヒストンは球形のカルボキシル末端と,直鎖状のアミノ末端(ヒストンテール)からなっています.
コアヒストンはH2A, H2B, H3, H4の4種類に分類され,それぞれ2分子ずつ集まり,ヒストン八量体(ヒストンオクタマー)を形成します.
コアヒストン(特にH3とH4)は進化的によく保存されています.

リンカーヒストン

ヌクレオソーム間のDNAをリンカーDNAといいますが,それに結合するヒストンをリンカーヒストンと総称します.
その代表的なものはヒストンH1と呼ばれる分子です.有核赤血球では H1 の代わりに H5 が用いられる.
リンカーヒストンの一次構造はより多様性が大きくなっています.

ヒストンの化学修飾(ヒストンコード)

ヒストンは,以下のような化学修飾を受けます。

アセチル化とユビキチン化はリシン残基を、リン酸化はセリン残基とスレオニン残基をターゲットとしています。
こうした化学修飾は遺伝子発現等の数々のクロマチン機能の制御に関わっていることが証明されつつあり,複数の修飾の組み合わせがそれぞれ特異的な機能を引きおこすため,ヒストンコードと呼ばれています.

修飾酵素と修飾認識ドメイン

ヒストンの多数の化学修飾のいくつかについては修飾酵素と脱修飾酵素が同定されています.

  • アセチル化:ヒストンアセチルトランスフェラーゼ histone acetyltransferases HAT
  • 脱アセチル化:ヒストン脱アセチル化酵素 histone deacetylases HDAC

多くのヒストン修飾酵素・脱修飾酵素(複合体)にもヒストン修飾認識ドメインが存在します.
修飾酵素・認識タンパク・脱修飾酵素の組み合わせは、writer・reader・eraserと考えればちょうどよいと思います.

ヒストンメチル化

このようにヒストンがメチル化するとコンパクトに畳まれてしまって巻き付いているDNAにアクセスができなくなりますので、この形だとDNAにくっついて複製したりタンパクを作ったりすることができなくなります。つまりヒストンメチル化は遺伝子の発現を阻害します。メチル化はインプリンティングの機構として重要ですし、がん抑制遺伝子がメチル化されることで読み込めなくなり発がんの原因となります。

ヒストンアセチル化

メチル化とは逆にヒストンがアセチル化された部位は緩くなっていて、DNAにアクセスしやすくなっています。つまり、ヒストンアセチル化はそこに巻き付いている遺伝子が発現できることを意味しています。

 

この記事の著者:仲田洋美医師
医籍登録番号 第371210号
日本内科学会 総合内科専門医 第7900号
日本臨床腫瘍学会 がん薬物療法専門医 第1000001号
臨床遺伝専門医制度委員会認定 臨床遺伝専門医 第755号

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