5.19: クロマチンの位置は遺伝子発現に影響を与える

クロマチンは、核内にパッケージされたDNAとタンパク質の巨大な複合体です。クロマチンのフォールディングの複雑さと、それが核内でどのようにパッケージ化されるかは、遺伝情報へのアクセスに大きく影響します。一般に、核の周辺部は転写抑制性があると考えられており、細胞の内部は転写活性領域と考えられています。

トポロジカル関連ドメイン (TAD)

核内のクロマチンの3次元配置は、真核生物の遺伝子発現のタイミングとレベルに影響を与えます。例えば、遺伝子プロモーターは、エンハンサーなどの調節DNA要素から物理的に分離して組織化されています。これらのプロモーターエンハンサー要素をまとめて遺伝子発現を行う必要があります。各染色分体は、トポロジー関連ドメイン(TAD)と呼ばれるいくつかのそのような相互作用ユニットで構成されています。場合によっては、2つの染色分体由来のTADも互いに相互作用することがあります。

染色体テリトリー(CT)

いくつかのTADが蓄積して染色体領域(CT)を形成します。これらの空間的な配置と分布により、核は明確な生化学的活性を持つ不均一な体になります。CT内部の遺伝子の位置決めやCT自体の位置決めは、遺伝子発現に影響を与えます。ヒトでは、活発に転写された遺伝子はCTの周辺に局在する傾向があり、ノンコーディング遺伝子はCTの内部に局在する傾向があります。例えば、ヒトの女性羊水細胞の核では、ANT2遺伝子は不活性なX染色体上に見られます。ANT2遺伝子がCTの末梢に局在すると、その活性転写がもたらされます。

クロマチンは核内で動的に再配置されます。分裂できなくなった末期分化細胞でさえ、クロマチンや遺伝子の再配置を示します。これは、リポジショニングがランダムなイベントではなく、協調した分子メカニズムであることを意味します。