생쥐의 IGF2작용원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 일반적으로 유전자 발현이 일어날 때 메틸화를 하게되면 응축되어 발현이 억제된다고 알고 있는데, 생쥐의 IGF2는 메틸화되면 발현이 된다고 들었습니다. 생쥐의 IGF2작용원리는 무엇인가요?
말씀하신 생쥐 IGF2의 작용 원리는 유전체 각인이라는 특수한 후성유전학적 조절 기작 때문입니다.
먼저 IGF2 유전자는 부모 중 부계에서 유전된 대립유전자에서만 주로 발현됩니다.
그리고 IGF2와 인접한 H19 유전자 사이에는 각인 통제 영역(ICR) 또는 차별적 메틸화 영역(DMR)이 있습니다.
그런데 부계 ICR은 메틸화되어 있고 이 메틸화는 IGF2와 H19 사이에 존재하는 격리자 기능을 비활성화합니다.
결과적으로 격리자가 비활성화되면 IGF2의 인핸서가 IGF2 프로모터에 자유롭게 접근하여 IGF2의 발현이 촉진하는 것입니다.
반면 모계 ICR은 메틸화되지 않아 활성화된 격리자가 IGF2와 인핸서 사이의 접근을 차단하여 IGF2 발현을 억제하게 됩니다.
생쥐의 IGF2 작용 원리는 각인에 따른 후성유전학적 조절입니다. 구체적으로, IGF2 유전자의 각인 조절 영역이 부계 염색체에서 메틸화되면 절연체 기능이 비활성화되어 IGF2 발현이 허용되는 반면, 모계 염색체에서는 ICR이 비메틸화 상태로 유지되어 절연체 기능이 IGF2 발현을 억제합니다.
안녕하세요.
질문해주신 것과 같이 일반적으로 DNA 메틸화는 유전자 발현을 억제하는 방향으로 작용하지만, 생쥐 IGF2 유전자는 각인이라는 특수한 후성유전학적 기작에 의해 메틸화될 때 오히려 발현이 가능해지는 독특한 구조를 가지고 있습니다.
IGF2는 부계 유전자만 발현되고 모계 유전자는 꺼져 있는 대표적인 유전자 각인 사례인데요 즉, 정상 생쥐에서는 IGF2는 오직 아버지에게서 온 대립유전자만 켜집니다. 이 각인 조절의 핵심은 H19-ICR이라는 조절 구역에 있습니다.
IGF2와 H19 유전자는 같은 조절 요소를 공유합니다. 이 enhancer는 두 유전자 중 하나만 선택하여 켜는 것인데, 선택권을 결정하는 것이 바로 ICR의 메틸화 여부입니다.
이때 메틸화는 IGF2 유전자 몸체에 일어나는 것이 아니라, IGF2와 H19 사이의 ICR 조절부위에서 일어나며 ICR이 메틸화되면 CTCF 단백질이 결합하지 못하고, enhancer가 IGF2로 접근할 수 있게 되는 것입니다. 감사합니다.