본 post는 국가생명연구자원정보센터(KOBIC) 주관 포항공과대학교 노태영 교수님의 세포운명 결정의 후성유전학를 정리한 내용입니다.
Intro
후성유전적 변화에 따른 세포 운명 결정을 학습합니다.
발생과 분화 단계의 후성유전적 변화에 대해 학습합니다.
암 후성유전학에 대해 학습합니다.
후성유전적 변형과 유전자 발현
일반적으로 transient signal은 primary signal로서 작용하여 스위치를 on 시키고, primary signal이 사라지면 스위치는 다시 off 상태로 바뀝니다.
반복적인 recurring signal은 primary signal과 함께 히스톤 modification을 일으킵니다. primary signal이 사라지더라도 히스톤 modification이 marking된 상태로 남아있습니다. (epigenetic memory)
Epigenetic program은 recurring signal에 의한 단편적인 epigenetic memory를 넘어서서 chromatin 자체에 변형을 가져오는 remodeling 시스템이 작동하여 전반적인 변형을 일으키는 현상입니다.
후성유전적 변형과 유전자 발현 조절 기전
https://www.edwith.org/epigenome-2023/lecture/1473437
환경의 영향 및 다양한 요인에 의해 세포의 운명과 질병 발병이 결정됩니다.
후성유전적 변형과 세포의 운명 결정
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분화 단계에서 stem cells의 경우 open chromatin 구조를 보이지만 differentiated cells에서는 dense chromatin 구조를 보입니다. 확연한 차이를 보이는 것을 알 수 있습니다.
분화 단계에서 크로마틴 구조의 변화
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후성유전적 변형과 암의 관계를 나타내는 그림입니다. 이와 같은 관계를 연구하면서 암 치료제 개발을 위한 연구가 진행되고 있습니다.
후성유전적 변형과 암의 관계
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암에서 흔히 발견되는 methylation, histone modification은 다음과 같습니다. 이러한 양상을 파악하여 암 바이오마커로서 사용하고 있습니다.
암에서 발견되는 후성유전적 변형
https://www.edwith.org/epigenome-2023/lecture/1473437
암에서 발견되는 후성유전적 변형
https://www.edwith.org/epigenome-2023/lecture/1473437
동일한 염기서열을 가지고 있더라도 서로 다른 세포로 분화되고 기능할 수 있는 이유는 후성유전학이 있기 때문입니다. 같은 가사라도 어떤 음정을 붙이느냐에 따라 다른 노래가 되는 이치와 같습니다.
후성유전학의 역할
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Take Home Message
후성유전적 변화에 따른 세포 운명 결정을 알아봤습니다. 발생과 분화 단계의 후성유전적 변화 및 질환에서 발견되는 후성유전적 이상을 알아봤습니다.