뉴스 | 히스톤 H3K4me3이 난자의 염색체 안정성을 지원해 배아 발달의 핵심 메커니즘을 밝히다
난자에서 염색체가 정확하게 분리되는 것은 다음 세대에 유전 정보가 정상적으로 전달되기 위해 필수적입니다. 일본 규슈대학교 연구팀은 히스톤 H3의 라이신 4 삼메틸화(H3K4me3)가 활발한 전사 과정에서 중요한 역할을 할 뿐 아니라, 전사가 대부분 중단된 중기 II(MII)의 성숙 생쥐 난자에서도 핵심적인 기능을 한다는 사실을 발견했습니다. 이 연구 결과는 Journal of Biological Chemistry에 게재되었습니다.
히스톤은 세포핵 안에서 DNA를 촘촘하게 포장하는 데 도움을 줍니다. 히스톤은 특정 화학적 변형을 통해 DNA에 대한 접근성을 조절하고, 그에 따라 유전자 발현을 조절합니다. H3K4me3는 일반적으로 활발한 전사의 표지로 여겨지지만, 전사가 대부분 중단된 MII 난자에는 이 표지가 비정상적으로 많이 존재합니다.
규슈대학교 농학부의 연구 책임자 케이 미야모토 교수는 “이 역설적인 현상에 흥미를 느꼈습니다. 그래서 먼저 생쥐 MII 난자에서 H3K4me3의 분포를 조사하기 시작했습니다”라고 말했습니다.
현미경 관찰 결과 H3K4me3는 난자 염색체 중 세포막에 더 가까운 쪽에 비정상적으로 집중되어 있었으며, 특히 X 염색체와 같은 특정 염색체의 일부 영역에서 두드러졌습니다. 또한 염색체의 위치를 결정하는 액틴 캡과 연관되어 있었습니다. 연구팀은 그 기능을 조사하기 위해 난자에서 H3K4me3 표지를 인위적으로 제거했습니다.
H3K4me3를 제거하자 염색체 배열을 유지하는 핵심 구조인 방추체가 크게 불안정해지고 짧아졌습니다. 더 중요한 점은 H3K4me3가 결핍된 난자에서 체외수정(IVF) 후 배아 발달이 저해되었다는 것입니다. 또한 연구진은 나이가 많은 생쥐의 난자에서 H3K4me3 수치가 유의하게 낮다는 사실을 관찰했으며, 이는 난자 질의 연령 관련 저하와의 연관 가능성을 시사합니다.
미야모토 교수는 “이번 연구는 전사 이외의 과정에서 H3K4me3가 하는 새로운 역할을 밝혔을 뿐 아니라, 난자에서 발생하는 염색체 분리 오류를 이해하는 새로운 방향을 제시합니다. 향후 히스톤 변형을 표적으로 하는 새로운 난임 치료법이나 유산을 예방하는 새로운 전략 개발에 도움이 되기를 바랍니다”라고 말했습니다.
뉴스 | 히스톤 H3K4me3, 난모세포의 염색체 안정성을 뒷받침해 배아 발달의 핵심 기전 밝혀
뉴스 | 히스톤 H3K4me3이 난자의 염색체 안정성을 지원해 배아 발달의 핵심 메커니즘을 밝히다
난자에서 염색체가 정확하게 분리되는 것은 다음 세대에 유전 정보가 정상적으로 전달되기 위해 필수적입니다. 일본 규슈대학교 연구팀은 히스톤 H3의 라이신 4 삼메틸화(H3K4me3)가 활발한 전사 과정에서 중요한 역할을 할 뿐 아니라, 전사가 대부분 중단된 중기 II(MII)의 성숙 생쥐 난자에서도 핵심적인 기능을 한다는 사실을 발견했습니다. 이 연구 결과는 Journal of Biological Chemistry에 게재되었습니다.
히스톤은 세포핵 안에서 DNA를 촘촘하게 포장하는 데 도움을 줍니다. 히스톤은 특정 화학적 변형을 통해 DNA에 대한 접근성을 조절하고, 그에 따라 유전자 발현을 조절합니다. H3K4me3는 일반적으로 활발한 전사의 표지로 여겨지지만, 전사가 대부분 중단된 MII 난자에는 이 표지가 비정상적으로 많이 존재합니다.
규슈대학교 농학부의 연구 책임자 케이 미야모토 교수는 “이 역설적인 현상에 흥미를 느꼈습니다. 그래서 먼저 생쥐 MII 난자에서 H3K4me3의 분포를 조사하기 시작했습니다”라고 말했습니다.
현미경 관찰 결과 H3K4me3는 난자 염색체 중 세포막에 더 가까운 쪽에 비정상적으로 집중되어 있었으며, 특히 X 염색체와 같은 특정 염색체의 일부 영역에서 두드러졌습니다. 또한 염색체의 위치를 결정하는 액틴 캡과 연관되어 있었습니다. 연구팀은 그 기능을 조사하기 위해 난자에서 H3K4me3 표지를 인위적으로 제거했습니다.
H3K4me3를 제거하자 염색체 배열을 유지하는 핵심 구조인 방추체가 크게 불안정해지고 짧아졌습니다. 더 중요한 점은 H3K4me3가 결핍된 난자에서 체외수정(IVF) 후 배아 발달이 저해되었다는 것입니다. 또한 연구진은 나이가 많은 생쥐의 난자에서 H3K4me3 수치가 유의하게 낮다는 사실을 관찰했으며, 이는 난자 질의 연령 관련 저하와의 연관 가능성을 시사합니다.
미야모토 교수는 “이번 연구는 전사 이외의 과정에서 H3K4me3가 하는 새로운 역할을 밝혔을 뿐 아니라, 난자에서 발생하는 염색체 분리 오류를 이해하는 새로운 방향을 제시합니다. 향후 히스톤 변형을 표적으로 하는 새로운 난임 치료법이나 유산을 예방하는 새로운 전략 개발에 도움이 되기를 바랍니다”라고 말했습니다.
기사 출처:
온라인 수집