[유전학 중요개념 정리] 유전체 발현에서의 CTCF의 역할과 기능

오늘은 최근에 공부한 논문을 정리하는 차원의 포스팅을 남기려고 합니다. 유전자의 발현은 핵 안에 꼭꼭 packaging 되어 있는 실타래를 푸는 것과 같아서, 유전체의 3차원적인 구조와 배열이 매우 중요합니다. 최근 Chromosome conformation capture (CCC, 3C) technique의 발전으로 이러한 유전체의 3차원적이 구조와 배열에 대한 연구가 많이 진행되었고, CCCTC-binding factor (CTCF) 라는 단백질이 유전체의 이러한 구조와 배열 (Genome topology)에 매우 중요한 역할을 함을 알게 되었습니다.

관련 포스팅 보기>

Non-coding 영역의 GWAS 신호 해석: 3C, 4C, Hi-C

유전자 발현이 조절되는 시간적 공간적 조절에 위에서 언급한 CTCF가 중요한 역할을 한다는 것인데, 초기에는 공간적으로 중요한 인자들을 고립시키는 절연체 (Insulator)의 역할만 한다고 이해했으나, 최근들에 CTCF가 매우 많은 과정에 관여하고 있다는 것이 밝혀졌습니다.

CTCF
[유전체 상 CTCF의 위치와 다양한 기능] 주로 유전자 사이의 Intergenic space에 위치하여, RNA polymerase 또는 extra-TFIIIC (ETC)와 함께 작용하여 다양한 기능을 할 것으로 생각되고 있습니다. CTCF는 12개의 염기 서열로 구성되는데 2번째와 12번째의 Cytosine에 Methylation site가 존재하여, 조절에 관여할 것으로 생각되고 있습니다.
CTCF의 대표적인 기능은 위에서 언급한 Insulator 로서의 작용인데, 1) 일종의 장벽 (barrier)로 작용하여 3차원 공간적으로 유전자 작용에 필요한 요소들을 고립시키는 기능과 유전자 발현을 강화시키는 2) Enhancer의 작용을 차단하는 기능이 있습니다. 즉, 아래 그림과 같이 3차원 공간적인 고리를 형성함으로써 유전자의 발현을 조절한다는 것이지요.

Transcription factor binding at enhancers: shaping a genomic reg
[CTCF의 기능] CTCF는 3차원적인 유전체 구조 형성을 조절함으로써 유전자 발현에도 영향을 미칩니다.
Topological Associated Domain (TAD)의 관점에서 살펴보면, CTCF의 기능을 크게 아래와 같이 구분할 수 있습니다. 즉, TAD의 경계에 위치하면 주로 장벽으로의 역할, TAD 내부에 위치하면 관련 유전자들의 발현을 촉진하는 기능을 한다고 구분할 수 있겠습니다.

CTCF_00004

 

이 외에도 최근에는 CTCF가 아래 그림과 같이 Immunoglobulin 항체 생성의 재조합 과정, 유전자의 Alternative splicing 등에도 관여한다고 보고되었습니다.

CTCF_00002CTCF_00003

 

[Reference]

Ong, Chin-Tong, and Victor G. Corces. “CTCF: an architectural protein bridging genome topology and function.” Nature reviews Genetics 15.4 (2014): 234.

글쓴이: Jihoon Yoon

인체라는 소우주를 탐험하는 호기심 많은 연구자

답글 남기기

아래 항목을 채우거나 오른쪽 아이콘 중 하나를 클릭하여 로그 인 하세요:

WordPress.com 로고

WordPress.com의 계정을 사용하여 댓글을 남깁니다. 로그아웃 /  변경 )

Google photo

Google의 계정을 사용하여 댓글을 남깁니다. 로그아웃 /  변경 )

Twitter 사진

Twitter의 계정을 사용하여 댓글을 남깁니다. 로그아웃 /  변경 )

Facebook 사진

Facebook의 계정을 사용하여 댓글을 남깁니다. 로그아웃 /  변경 )

%s에 연결하는 중