크로마틴은 DNA 구조를 다시 결정해주는 것과 같은 존재로 각종 신호에 폭넓게 반응한다. 크로마틴의 중요한 변화는 이러한 조절을 위한 히스톤의 변이이다. 이러한 변화들에 대한 지식이 점점 축적되고 있으며 이러한 반응의 복잡성이 점점 더 명확히 이해되고 있다. 히스톤의 변화가 대부분의 생명체의 반응에 있어서 DNA 의 발현 또는 억제를 통하여 중요한 역할을 한다는 사실이 명확해지고 있다. Nucleosome 의 표면은 각종 변화를 수용할 수 있다. 크로마틴 변화는 크로마틴 수축을 제거하거나 또는 비히스톤 단백질들을 불러 모으는 과정을 통하여 작용될 수 있다. 히스톤 변이를 매개로 하는 이러한 많은 조절들이 유전적으로 보존되어 전달되는 것으로 추측된다. 따라서 히스톤 변이는 동물, 식물 또는 미생물 세계의 기본적인 생물학적 반응과 상당히 밀접한 관계가 있다. 히스톤 변이가 제대로 이루어지지 않을 경우 크로모좀의 응축 또는 이완이 제대로 않되며 결국은 발생, 성숙, 생물체 방어 등 다방면에 대해 기능을 제대로 수행하지 못한다.
Since Barker found associations between low birth weight and several chronic diseases later in life, the hypothesis of fetal origins of adult disease (aka, Barker Hypothesis) and epigenetics have been emerging as a new paradigm for geneenvironment interaction of chronic disease. Epigenetics is the study of heritable changes in gene silencing that occur without any change in DNA sequence. Gene expression can be regulated by several epigenetic mechanisms, including DNA methylation and histone modifications, which may be associated with chronic conditions, such as cancers, cardiovascular disease, and type-2 diabetes. One carbon metabolism which involves the transfer of a methyl group catalyzed by DNA methyltransferase is an important mechanism by which DNA methylation occurs in promoter regions and/or repetitive elements of the genome. Environmental factors may induce epigenetic modification through production of reactive oxygen species, alteration of methyltransferase activity, and/or interference with methyl donors. In this review, we introduce recent studies of epigenetic modification and environmental factors, such as heavy metals, environmental hormones, air pollution, diet and psychosocial stress. We also discuss epigenetic perspectives of early life environmental exposure and late life disease occurrence.
후성유전학적 조절은 DNA 서열상의 변화 없이도 유전자의 기능을 변화시킬 수 있는 현상을 뜻한다. 염색체의 후성유전학적 상태는 히스톤 변형, DNA 변형 그리고 RNAi에 의한 유전자 침묵 등에 의해 조절된다. 본 총설에서는 배아줄기세포에서의 후성 유전학적 조절에 영향을 주는 요인으로서 히스톤(histone)의 메틸화에 초점을 맞추었다. 배아줄기세포에서 발현되는 유전자의 조절에는 두 가지 단백질 복합체가 관여한다. Polycomb repressive complex 2(PRC2)는 EED, EZH2, SUZ1를 주요인자로 포함하며, H3K27의 trimethylation(H3K27me3)을 증가시킴으로써 유전자의 발현을 억제한다. 이와는 대조적으로 Trithorax group(TrxG) 복합체는 주요인자로 MLL family를 포함하며, H3K4의 trimethylation(H3K4me3) 시킴으로써 유전자의 발현을 활성화한다. PRC2 및 TrxG는 다양한 보조 단백질을 포함한다. 배아줄기세포에서 후성유전학적 조절의 두드러진 특징은 H3K27me3과 H3K4me3이 동시에 나타나는 이가 상태(bivalent state)이다. PRC2와 TrxG 복합체 그리고 H3K4나 K3K27의 메틸화에 특이적으로 작용하는 탈메틸효소(demethylase)가 한데 어우러져 배아줄기세포에서 만능성 관련 유전자와 발달 관련 유전자의 발현을 조절함으로써 줄기세포의 유지 및 분화에 기여한다. 따라서 후성유전학적 조절인자들에 대한 보다 자세한 연구는 배아줄기세포를 보다 잘 이해하고 활용하는데 도움을 줄 것이다.
We visualized the distribution of heterochromatin in a single nucleus using plasmonic nanoparticle-conjugated H3K9me3 and H3K27me3 antibodies. Due to distance-dependent plasmonic coupling effects between nanoprobes, their scattering spectra shift to longer wavelengths as the distance between heterochromatin histone markers reduced during oncogene-induced senescence (OIS). These observations were supported by simulating scattering profiles based on considerations of particle numbers, interparticle distances, and the spatial arrangements of plasmonic nanoprobes. Using this plasmon-based colourimetric imaging, we estimated changes in distances between H3K9me3 and H3K27me3 during the formation of senescence-associated heterochromatin foci in OIS cells. We anticipate that the devised analytical technique combined with high-spatial imaging and spectral simulation will eventually lead to a new means of diagnosing and monitoring disease progression and cellular senescence.
One of the interesting trends in genome research is the study about epigenetic modification above single gene level. Epigenetics refers study about heritable change in the genome, which accompany modification in DNA or Chromatin besides DNA sequence alteration. We used to have the idea that the coding potential of the genome lies within the arrangement of the four bases A, T, G, C; However, additional information that affects phenotype is stored in the distribution of the modified base 5-methylcytosine. This form of information storage is flexible enough to be adapted for different somatic cell types, yet is stable enough to be retained during mitosis and/or meiosis. Epigenetic modification is a modification of the genome, as opposed to being part of the genome, so is known as "epigenetics"(Greek for "upon" genetics). This modification could be methylation on Cytosine base or post translational modification on histone protein(methylation, acetylation, phosphorylation, Sumoylation)($Dimitrijevi\hat{E}$ et al 2005). In this review, we would like to focus on the relationship of DNA methylation and cancer.
Cardiac hypertrophy is a form of global remodeling, although the initial step seems to be an adaptation to increased hemodynamic demands. The characteristics of cardiac hypertrophy include the functional reactivation of the arrested fetal gene program, where histone deacetylases (HDACs) are closely linked in the development of the process. To date, mammalian HDACs are divided into four classes: I, II, III, and IV. By structural similarities, class II HDACs are then subdivided into IIa and IIb. Among class I and II HDACs, HDAC2, 4, 5, and 9 have been reported to be involved in hypertrophic responses; HDAC4, 5, and 9 are negative regulators, whereas HDAC2 is a pro-hypertrophic mediator. The molecular function and regulation of class IIa HDACs depend largely on the phosphorylation-mediated cytosolic redistribution, whereas those of HDAC2 take place primarily in the nucleus. In response to stresses, posttranslational modification (PTM) processes, dynamic modifications after the translation of proteins, are involved in the regulation of the activities of those hypertrophy-related HDACs. In this article, we briefly review 1) the activation of HDAC2 in the development of cardiac hypertrophy and 2) the PTM of HDAC2 and its implications in the regulation of HDAC2 activity.
Histone acetylation is a well-characterized epigenetic modification controlled by histone acetyltransferases (HATs) and histone deacetylases (HDACs). Imbalanced histone acetylation has been observed in many primary cancers. Therefore, efforts have been made to find drugs or small molecules such as HDAC inhibitors that can revert acetylation levels to normal in cancer cells. We observed dose-dependent reduction in the endogenous and exogenous protein expression levels of KAT8 (also known as human MOF), a member of the MYST family of HATs, and its corresponding histone acetylation at H4K5, H4K8, and H4K16 in chemotherapy drug gemcitabine (GEM)-exposed T24 bladder cancer (BLCA) cells. Interestingly, the reduction in MOF and histone H4 acetylation was inversely proportional to GEM-induced γH2AX, an indicator of chemotherapy drug effectiveness. Furthermore, pGL4-MOF-Luc reporter activities were significantly inhibited by GEM, thereby suggesting that GEM utilizes an MOF-mediated anti-BLCA mechanism of action. In the CCK-8, wound healing assays and Transwell® experiments, the additive effects on cell proliferation and migration were observed in the presence of exogenous MOF and GEM. In addition, the promoted cell sensitivity to GEM by exogenous MOF in BLCA cells was confirmed using an Annexin V-FITC/PI assay. Taken together, our results provide the theoretical basis for elucidating the anti-BLCA mechanism of GEM.
Histone proteins can be modified by the addition of acetyl group or methyl group to specific amino acids. The modifications have different distribution patterns in chromatin. Recently, histone modifications are studied based on ChIP-seq data, which requires reasonable analysis of sequencing data depending on their distribution patterns. Here we have analyzed histone H3K27ac and H3K27me3 ChIP-seq data and it showed that the H3K27ac is enriched at narrow regions while H3K27me3 distributes broadly. To properly analyze the ChIP-seq data, we called peaks for H3K27ac and H3K27me3 using MACS2 (narrow option and broad option) and SICER methods, and compared propriety of the peaks using signal-to-background ratio. As results, H3K27ac-enriched regions were well identified by both methods while H3K27me3 peaks were properly identified by SICER, which indicates that peak calling method is more critical for histone modifications distributed broadly. When ChIP-seq data were compared in different sequencing depth (15, 30, 60, 120 M), high sequencing depth caused high false-positive rate in H3K27ac peak calling, but it reflected more properly the broad distribution pattern of H3K27me3. These results suggest that sequencing depth affects peak calling from ChIP-seq data and high sequencing depth is required for H3K27me3. Taken together, peak calling tool and sequencing depth should be chosen depending on the distribution pattern of histone modification in ChIP-seq analysis.
Background: 20(S)-ginsenoside Rh2(GRh2), an effective natural histone deacetylase inhibitor, can inhibit acute myeloid leukemia (AML) cell proliferation. Lactate regulated histone lactylation, which has different temporal dynamics from acetylation. However, whether the high level of lactylation modification that we first detected in acute promyelocytic leukemia (APL) is associated with all-trans retinoic acid (ATRA) resistance has not been reported. Furthermore, Whether GRh2 can regulate lactylation modification in ATRA-resistant APL remains unknown. Methods: Lactylation and METTL3 expression levels in ATRA-sensitive and ATRA-resistant APL cells were detected by Western blot analysis, qRT-PCR and CO-IP. Flow cytometry (FCM) and APL xenograft mouse models were used to determine the effect of METTL3 and GRh2 on ATRA-resistance. Results: Histone lactylation and METTL3 expression levels were considerably upregulated in ATRA-resistant APL cells. METTL3 was regulated by histone lactylation and direct lactylation modification. Overexpression of METTL3 promoted ATRA-resistance. GRh2 ameliorated ATRA-resistance by downregulated lactylation level and directly inhibiting METTL3. Conclusions: This study suggests that lactylation-modified METTL3 could provide a promising strategy for ameliorating ATRA-resistance in APL, and GRh2 could act as a potential lactylation-modified METTL3 inhibitor to ameliorate ATRA-resistance in APL.
Objectives: Whether the ultra-highly-diluted remedies used in homeopathy can effectively bring about modulations of gene expressions through acetylation/deacetylation of histones has not been explored. Therefore, in this study, we pointedly checked if the homeopathically-diluted anti-cancer remedy Condurango 30C (ethanolic extract of Gonolobus condurango diluted $10^{-60}$ times) was capable of arresting the cell cycles in cervical cancer cells HeLa by triggering an epigenetic modification through modulation of the activity of the key enzyme histone deacetylase 2 vis-a-vis the succussed alcohol (placebo) control. Methods: We checked the activity of different signal proteins (like $p21^{WAF}$, p53, Akt, STAT3) related to deacetylation, cell growth and differentiation by western blotting and analyzed cell-cycle arrest, if any, by fluorescence activated cell sorting. After viability assays had been performed with Condurango 30C and with a placebo, the activities of histone de-acetylase (HDAC) enzymes 1 and 2 were measured colorimetrically. Results: While Condurango 30C induced cytotoxicity in HeLa cells in vitro and reduced HDAC2 activity quite strikingly, it apparently did not alter the HDAC1 enzyme; the placebo had no or negligible cytotoxicity against HeLa cells and could not alter either the HDAC 1 or 2 activity. Data on $p21^{WAF}$, p53, Akt, and STAT3 activities and a cell-cycle analysis revealed a reduction in DNA synthesis and G1-phase cell-cycle arrest when Condurango 30C was used at a 2% dose. Conclusion: Condurango 30C appeared to trigger key epigenetic events of gene modulation in effectively combating cancer cells, which the placebo was unable to do.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.