はじめに：
エピジェネティックなサイレンシングは、発達、細胞分化、および疾患状態中の遺伝子発現を調節する上で重要な役割を果たします。エピジェネティックなサイレンシングが達成される重要なメカニズムの1つは、転写によるものです。 DNAテンプレートからRNAを合成するプロセスである転写は、遺伝子活性の抑制につながるエピジェネティックな修飾をもたらす可能性があります。この記事では、転写がエピジェネティックなサイレンシングにどのように寄与するかを調査し、基礎となる分子メカニズムについて議論します。
ヌクレオソームの位置とヒストン修飾：
転写は、ヌクレオソームの位置を調節し、特定のヒストン修飾を誘導することにより、エピジェネティックなサイレンシングに影響を与える可能性があります。ヌクレオソームは、細胞核内の高度に組織化された構造であるクロマチンにDNAをパッケージ化するタンパク質複合体です。ヌクレオソームの位置決めと密度は、転写因子およびRNAポリメラーゼへのDNAのアクセシビリティに影響を与える可能性があり、それにより遺伝子発現を調節します。
転写活性化因子とリプレッサーは、ヌクレオソームの位置を変化させ、ヒストン修飾子の動員を促進するクロマチンリモデリング複合体を動員することができます。これらの修飾子は、メチル化、アセチル化、リン酸化などのヒストンマークを追加、除去、または修飾します。これらの修飾されたヒストンは、転写の開始と伸長を阻害する抑圧的なクロマチン環境を作成し、遺伝子サイレンシングをもたらします。
DNAメチル化と非コーディングRNA：
転写は、よく知られているエピジェネティックなメカニズムであるDNAメチル化にも関与しています。 CPG島内のシトシンヌクレオチドのメチル化は、遺伝子サイレンシングにつながる可能性があります。酵素DNAメチルトランスフェラーゼ（DNMT）は、転写因子またはRNA分子によって特定のDNA配列に動員されます。転写共役DNAメチル化は、DNMTが共転写的に動員され、DNAメチル化パターンの確立と維持につながるときに発生します。
さらに、長い非コーディングRNA（LNCRNA）などの非コーディングRNAは、転写媒介エピジェネティックサイレンシングに関与しています。 LNCRNAは、DNA、タンパク質、およびクロマチン修飾子と相互作用して、遺伝子発現に影響を与えることができます。一部のLNCRNAは、DNMTを特定のゲノム遺伝子座に導き、DNAメチル化と遺伝子抑制を促進することができます。
RNA干渉とヘテロクロマチン形成：
RNA干渉（RNAI）は、小さな干渉RNA（siRNA）およびmicroRNA（miRNA）の作用を通じて遺伝子発現を調節する細胞メカニズムです。 siRNAおよびmiRNA分子は、特定のmRNAを標的とし、それらの分解または翻訳阻害につながる可能性があります。
繰り返し配列の転写は、siRNAに処理される二本鎖RNA分子を生成することができます。これらのsiRNAは、対応する繰り返し領域を標的とし、ヘテロクロマチン形成を誘導できます。ヘテロクロマチンは、特定のヒストン修飾とヘテロクロマティックタンパク質の存在を特徴とする高度に凝縮され、転写的に抑制されたクロマチン状態です。 RNAiを介したヘテロクロマチン形成は、ゲノムにおける転位要素と繰り返しDNA配列のサイレンシングに寄与します。
結論：
転写は、さまざまなメカニズムを通じてエピジェネティックなサイレンシングを提供する上で極めて重要な役割を果たします。ヌクレオソームの位置に影響を与え、ヒストンの修飾を誘導し、DNAメチルトランスフェラーゼを動員し、非コーディングRNAを生成できます。これらのメカニズムは、遺伝子発現を防ぐ抑制クロマチン状態の確立と維持につながります。転写とエピジェネティックなサイレンシングの間の分子相互作用を理解することは、細胞プロセスと疾患状態に関する貴重な洞察を提供し、異常な遺伝子発現を特徴とする障害の潜在的な治療手段を提供します。
