ヒストンメチル化

ヒストンメチル化として知られるメカニズムは、ヒストンメチルトランスフェラーゼ（HMT）を介してヒストン蛋白質にメチル基が転移する翻訳後エピジェネティック修飾である。 メチル基はヒストン蛋白質から突出した「尾部」に付加されるが、この尾部は翻訳後修飾の最も多い場所であり、特にN末端の尾部が多い。 また、ヒストン脱メチル化とは、ヒストン脱メチル化酵素（HDM）によって触媒されるヒストン尾部からのメチル基の除去のことである。 ヒストンメチル化およびヒストン脱メチル化は、特にクロマチン構造を変化させた結果として、遺伝子発現を低下または増強させる力を持つエピジェネティック修飾である

ヒストンは、DNAに巻きついたタンパク質八量体からなるクロマチンの構造を構成するのを助けるタンパク質である。 これらの八量体は、4つのコアヒストン（H2A、H2B、H3、およびH4）の複製で構成されています。 このクロマチンの単位は一般にヌクレオソームと呼ばれる。 クロマチン構造の緩みや制限によるヒストンのメチル化・脱メチル化の結果として、転写の抑制や活性化が起こることがある。 ヘテロクロマチンとユークロマチンは、それぞれヒストンの周囲にDNAが密にあるいは緩く詰まったクロマチン構造を指す。

ヒストンのどこに、どれだけのメチル基が付加されているかで、クロマチンが転写に利用できるかどうかが大きく左右される。 リジン（K）とアルギニン（R）という尾部残基は、さまざまな程度でメチル化され、さまざまな結果をもたらす可能性がある。 例えば、ヒストンH4がリジン20上でモノメチル化されると（H4K20me1）、この共通のヒストン修飾により、クロマチンが収縮することになる。 クロマチン構造が制限されると、転写が起こらなくなり、遺伝子発現が低下する。 また、ヒストンH3のアルギニン17上のモノメチル化（H3R17me1）は、転写の活性化につながる。

リジンのメチル化は、転写の活性化（H3K4、K36、K79）とサイレンシング（H3K9、K27、H4K20）の両方に関与し、これらのヒストン修飾の効果を研究することにより、さまざまなリジンまたはアルギニン残基へのまたはからの異なる量のメチル基の移動または除去が、遺伝子発現にいかに影響を与えるかが、研究者にとってより理解できるようになるであろう。 ヒストンコード」は、ヒストン修飾がさまざまな組み合わせで機能し、特定の細胞プロセスを制御する方法を説明しようとするものです。

ヒストン修飾を測定することにより、研究者は細胞プロセスおよび疾患状態に関する新しいエピジェネティックな洞察を明らかにすることができます。 たとえば、異常な修飾は、がんから自己免疫疾患、炎症性疾患、神経疾患まで、数多くの異なる疾患に関連しています。 病的な疾患プロセスのエピジェネティックな基盤の理解を深めることに加え、ヒストン修飾の検出は、ヒストン修飾を標的とした薬剤の開発にも役立ちます。

EpiQuik Histone H3 Modification Multiplex Assay Kit により、サンプルのヒストン修飾状態の全体像を把握することが可能です。 この ELISA ライクなメソッドには、標準的なマイクロプレート リーダーしか必要ありません。 最も重要でよく知られたパターンをすべて含む 21 種類のヒストン H3 変異を同時に測定することで、時間とコストを節約することができます。

H3K36me3 H3K79me3

EpiQuik Histone H4 Modification Multiplex Assay Kitは、10種類のヒストンH4修飾をシンプルに測定することが可能です。 ほぼ全てのヒストンH4修飾部位を含むELISAライクなフォーマットです。

のほぼ全ての部位が含まれています。

Histone Acetylation

Histone Acetylationはヒストン蛋白質にアセチル基を付加することを特徴とするエピジェネティック修飾である。 特にN末端テール内のリジン残基に対して。 このヒストン修飾は、ヒストンアセチルトランスフェラーゼ（HAT）と呼ばれる酵素によって触媒される。 HATには細胞質型と核型があり、細胞内の位置とヒストンの特異性により決定される。

他のヒストン修飾と同様に、ヒストンのアセチル化／脱アセチル化はクロマチン構造に影響を与え、ひいては遺伝子発現にも影響を与え、DNAを転写しやすくしたり、しにくくしたりすることによって、ヒストン脱アセチル化として知られている。 リジン残基のアセチル化は転写活性の高いクロマチン構造（ユークロマチン）につながり、脱アセチル化は不活性で凝縮したクロマチン構造（ヘテロクロマチン）につながる。 クラスI、クラスII、クラスIII、クラスIVである。 HDAC1、HDAC2、HDAC3、HDAC8はクラスIに属し、HDAC4、HDAC5、HDAC6、HDAC7、HDAC9、HDAC10はクラスIIに属します。 SIRT1〜SIRT7を含む7つのサーチュインがクラスIIIに属します。 最後に、クラスIVはHDAC11のみからなる。 これらの分類は、酵母タンパク質との相同性に基づいています。

ヒストンのアセチル化と脱アセチル化を研究することにより、研究者は「ヒストンコード」に対するより深い知見を得ることができます。 この研究はまた、HDACを標的とした薬剤の開発にも貢献することができる。 例えば、ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤（HDACi）は、気分安定薬や抗てんかん薬としてよく使われているが、最近では、がんや神経変性疾患、炎症性疾患の治療薬として応用される可能性がある。 興味深いことに、HDAC阻害剤は腫瘍細胞に特異的であることが知られており、抗がん剤として広く使われている理由かもしれません。
ヒストンアセチル化&脱アセチル化キット

ヒストンリン酸化

ヒストンリン酸化は、セリン、スレオニン、チロシン残基に影響を与える翻訳後修飾の一つである。 ヒストン尾部にリン酸基が付加され、クロマチンリモデリングに関与することができる。 また、4つのヌクレオソームヒストン尾部すべてがリン酸化される可能性がある。 ヒストンリン酸化の最もよく知られた機能のひとつに、DNA損傷に対する細胞応答がある。 多数のリン酸化部位が発見されていますが、現在進行中のエピジェネティックな研究により、新たな部位が発見されています。