<h1>서 론</h1><p>히스톤(histone)은 크로마틴(chromatin)의 구조 단백질로서 DNA와 결합하여 뉴클레오좀(nucleosome)을 형성한다. 뉴클레오좀의 핵심 부분(core region)에는 네 종류의 히스톤 (H2A, H2B, H3, H4)으로 구성된 팔량체(octamer)가 존재하며, 이들은 약 \( 146 \mathrm{bp} \)의 DNA와 결합하고 있다. 크로마틴 환경에서 이들 핵심 히스톤의 N 말단 부위 아미노산들은 공유 변형(covalent modification)에 의해 변화될 수 있으며, 지금까지 다양한 종류의 공유변형이 밝혀졌다. 그 대표적 예로 아세틸화(acetylation)와 메틸화(methylation)가 있으며, 이 변형들은 각각 히스톤과 DNA 사이의 결합 정도를 변화시키거나 크로마틴 결합 단백질을 위한 인식 지점을 제공함으로써 크로마틴 구조 형성과 유전자 전사 조절에 관여한다. 히스톤 H3의 경우, N말단 부위에 여러 개의 라이신(K)이 존재하며, 이들 K4, K9, K14, K27에서 아세틸화 또는 메틸화가 일어나는 것이 확인되었다.</p><p>히스톤 H3의 27번째 라이신, H3K27은 크로마틴 환경에서 아세틸화되거나 메틸화된다. H3K27의 메틸화는 polycomb group (PcG) 단백질에 존재하는 메틸화효소 EZH2에 의해 촉매되며, PcG 단백질은 다세포 동물의 초기 발생 과정에서 호메오 유전자(homeotic gene)의 전사를 억제하는데 기여한다. 이는 PcG에 의한 H3K27 메틸화가 유전자 전사를 조절하는 중요 기작임을 의미하며, 지금까지의 연구들은 유전자의 전사 억제 과정에서 H3K27 메틸화가 동반됨을 보여 주었다. 특히 세 개의 메틸기가 첨가되는 H3K27me3는 배아시기의 발생 과정, 암 세포의 변형 과정, 그리고 줄기세포의 분화능 등에 관여하는 것으로 밝혀졌다. 또한 최근 들어 H3K27의 여러 변형들 사이의 관계 및 이들 변형과 유전자 전사 사이의 관련성이 보고되면서 메틸화 뿐 만 아니라 아세틸화에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.</p><p>이 총설에서는 히스톤 H3K27에서 일어나는 네 가지의 공유 변형에 대해 살펴보고자 한다. 포유류 세포를 중심으로 H3K27의 각 변형과 유전자 전사 사이의 상관 관계에 대한 연구들을 정리해보고, 각 변형을 담당하는 효소들에 대해서도 살펴보고자 한다. 또한 생쥐 글로빈 좌위에서 수행된 연구를 바탕으로 유전자 전사 활성화 과정에서 이들 히스톤 변형이 어떤 순서로 첨가되거나 제거되는지 설명하고자 한다.</p>
H3K27의 메틸화는 어떤 방식으로 기여하니?
polycomb group (PcG) 단백질에 존재하는 메틸화효소 EZH2에 의해 촉매되며, PcG 단백질은 다세포 동물의 초기 발생 과정에서 호메오 유전자(homeotic gene)의 전사를 억제하는데 기여