H3R17me2
H3R17me2 är en epigenetisk modifiering av DNA-förpackningsproteinet histon H3 . Det är ett märke som indikerar dimetyleringen vid den 17:e argininresten av histon H3-proteinet. Inom epigenetik är argininmetylering av histonerna H3 och H4 associerad med en mer tillgänglig kromatinstruktur och därmed högre nivåer av transkription. Förekomsten av arginindemetylaser som kan vända argininmetylering är kontroversiell.
Nomenklatur
Namnet på denna modifiering indikerar dimetylering av arginin 17 på histon H3-proteinsubenhet:
| Abbr. | Menande |
| H3 | H3 familj av histoner |
| R | standardförkortning för arginin |
| 17 | aminosyrarestens position (räknat från N-terminalen) |
| mig | metylgrupp |
| 2 | antal tillsatta metylgrupper |
Arginin
Arginin kan metyleras en gång (monometylerat arginin) eller två gånger (dimetylerat arginin). Metylering av argininrester katalyseras av tre olika klasser av proteinargininmetyltransferaser.
Argininmetylering påverkar interaktionerna mellan proteiner och har varit inblandad i en mängd olika cellulära processer, inklusive proteinhandel, signaltransduktion och transkriptionsreglering.
Argininmetylering spelar en viktig roll i genreglering på grund av förmågan hos PRMT:erna att deponera nyckelaktiverande (histon H4R3me2 , H3R2me2 , H3R17me2, H3R26me2a ) eller repressiva ( H3R8me2 , H4R3me2 ) histonmärken.
Histon modifieringar
DET genomiska DNA från eukaryota celler är virat runt speciella proteinmolekyler som kallas histoner . Komplexen som bildas av öglan av DNA är kända som kromatin .
Mekanism och funktion av modifiering
Metylering av H3R17 förmedlas av CARM1 och rekryteras till promotor vid genaktivering tillsammans med acetyltransferaser och aktiverar transkription. När CARM1 rekryteras till transkriptionella promotorer metyleras histonen H3 (H3R17me2 & H3R26me2). H3R17-dimetylering som ett kritiskt epigenetiskt märke i svältinducerad autofagi
Epigenetiska implikationer
Den post-translationella modifieringen av histonsvansar av antingen histonmodifierande komplex eller kromatinremodelleringskomplex tolkas av cellen och leder till komplex, kombinatorisk transkriptionell produktion. Man tror att en histonkod dikterar uttrycket av gener genom en komplex interaktion mellan histonerna i en viss region. Den nuvarande förståelsen och tolkningen av histoner kommer från två storskaliga projekt: ENCODE och den epigenomiska färdplanen. Syftet med den epigenomiska studien var att undersöka epigenetiska förändringar över hela genomet. Detta ledde till kromatintillstånd, som definierar genomiska regioner genom att gruppera olika proteiner och/eller histonmodifieringar tillsammans. Kromatintillstånd undersöktes i Drosophila-celler genom att titta på bindningsplatsen för proteiner i genomet. Användning av ChIP-sekvensering avslöjade regioner i genomet som kännetecknas av olika bandning. Olika utvecklingsstadier profilerades även i Drosophila, betoning lades på histonmodifieringsrelevans. En titt på de erhållna uppgifterna ledde till definitionen av kromatintillstånd baserat på histonmodifieringar. Vissa modifieringar kartlades och anrikning sågs lokaliseras i vissa genomiska regioner.
Det mänskliga genomet är kommenterat med kromatintillstånd. Dessa annoterade tillstånd kan användas som nya sätt att annotera ett genom oberoende av den underliggande genomsekvensen. Detta oberoende av DNA-sekvensen framtvingar den epigenetiska naturen hos histonmodifieringar. Kromatintillstånd är också användbara för att identifiera regulatoriska element som inte har någon definierad sekvens, såsom förstärkare. Denna ytterligare nivå av annotering möjliggör en djupare förståelse av cellspecifik genreglering.
Klinisk signifikans
CARM1 knockoutmöss är mindre och dör kort efter födseln. CARM1 krävs för det epigenetiska underhållet av pluripotens och självförnyelse, eftersom det metylerar H3R17 och H3R26 vid kärnpluripotensgener som Oct4 , Sox2 och Nanog .
CARM1-medierad metylering av H3R17 behövs för att etablera och upprätthålla den astrogliala linjen. Frånvaron av H3R17me2a nedreglerar miR-92a -nivåerna, och denna miRNA är känd för att delta i neural utveckling.
CARM1 var indirekt associerad med progression av diabetisk retinopati , eftersom den och dess associerade H3R17me2a-märke ökade med högt glukos, vilket främjade apoptos av retinala pigmentepitelceller.
Metoder
Histonmärket H3K4me1 kan detekteras på en mängd olika sätt:
1. Chromatin Immunoprecipitation Sequencing ( ChIP-sequencing ) mäter mängden DNA-anrikning när den har bundits till ett målprotein och immunoutfällts . Det resulterar i god optimering och används in vivo för att avslöja DNA-proteinbindning som förekommer i celler. ChIP-Seq kan användas för att identifiera och kvantifiera olika DNA-fragment för olika histonmodifieringar längs en genomisk region.
2. Mikrokock-nukleassekvensering ( MNase-seq ) används för att undersöka regioner som är bundna av välpositionerade nukleosomer. Användning av mikrokocknukleasenzymet används för att identifiera nukleosompositionering. Välpositionerade nukleosomer ses ha anrikning av sekvenser.
3. Analys för transposastillgänglig kromatinsekvensering ( ATAC-seq ) används för att titta in i regioner som är nukleosomfria (öppet kromatin). Den använder hyperaktiv Tn5-transposon för att framhäva nukleosomlokalisering.