iPS細胞におけるクロマチン修飾

科学者たちは、細胞の多能性幹細胞への変換を促進するために、クロマチンリモデリングを実験的に誘導しています。クロマチンは、ヒストンタンパク質の周りに巻かれたDNAからなる構造であるヌクレオソームで構成されています。

リモデリングにより、凝縮したクロマチンがリラックスした形に変化し、多能性に必要な遺伝子発現が誘導されます。

リモデリングでは、ヒストンが特定の酵素によって修飾され、ヌクレオソーム全体が再配置されて遺伝子発現が変化します。

メチル化は、ヒストンとDNAの間の相互作用を強化し、分化に関与する遺伝子の転写を抑制します。対照的に、ヒストン脱メチル化酵素はメチル基を除去して、多能性に関与する遺伝子を活性化します。

メチル化とは異なり、アセチル化はヒストンとDNAとの相互作用を弱め、クロマチンを緩めて転写因子にアクセス可能にします。ヒストンアセチルトランスフェラーゼおよび脱アセチル化酵素は、アセチル化および脱アセチル化を触媒します。

ヒストン変異体は、主要なヒストンタンパク質を置き換えることができ、クロマチンのリモデリングにつながります。例えば、H2AZ変異体がヌクレオソームに取り込まれると、DNAの特定の転写因子へのアクセス性が高まり、体細胞からiPS細胞への変換が促進されます。