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医学:ヒストンH3K4脱メチル化酵素SMCXはREST標的遺伝子とX染色体連鎖精神遅滞を関連付ける

Nature 447, 7144 doi: 10.1038/nature05823

遺伝子の転写は、クロマチン構造およびヒストン尾部の修飾状態によって強い影響を受ける。ヒストン尾部に存在するリジン残基のメチル化は、ヒストンメチル基転移酵素とヒストン脱メチル化酵素の相反する活性により、動的に制御されている。今回我々は、JmjCドメインを有するタンパク質の1つで、X染色体連鎖精神遅滞および癲癇との関連が示唆されているJARID1C/SMCXが、H3K4のトリメチル化を外す脱メチル化酵素(tri-demeythylase)活性を有しており、転写リプレッサーとして機能することを示す。HeLa細胞から分離したSMCX複合体には、SMCXに加えてヒストン脱アセチル化酵素HDAC1、HDAC2とヒストンH3K9メチル基転移酵素G9aというクロマチン修飾因子、および転写リプレッサーRESTが含まれており、これは、クロマチン動態とRESTを介する転写抑制にSMCXが直接的な役割を果たすことを示唆している。クロマチン免疫沈降実験から、一部のREST標的遺伝子のプロモーターで、SMCXとRESTが共にニューロン特異的サイレンシングエレメントに結合することが示される。RNA干渉を用いてSMCXを大幅に減少させると、これらの標的遺伝子のいくつかに対する抑制が解除され、同時にナトリウムチャネルタイプ2A(SCN2A)およびシナプシンI(SYN1)のプロモーターでH3K4のトリメチル化が増加する。我々は、SMCX活性の消失は、RESTを介するニューロン遺伝子の制御を障害し、これによってSMCXに関連するX染色体連鎖精神遅滞をもたらすと考える。

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