후성유전적 조절

후성유전적(epigenetics; 후생유전) 기작은 건강한 발달에 중요한 역할을 합니다. 반대로 정확하게 조절된 후성유전적 기작은 암과 같은 질병에서 교란됩니다.

대부분의 포유류 암컷은 2개의 X 염색체(XX)를 가지고 있지만, 수컷은 X 염색체와 Y 염색체(XY)를 가지고 있습니다. X 염색체는 Y 염색체보다 훨씬 더 많은 유전자를 가지고 있습니다. 따라서, X 염색체 관련 유전자의 과잉발현을 막기 위해 여성의 X 염색체 둘 중 하나는 초기 발달 중에 무작위로 침묵합니다. X 염색체 비활성화(X-chromosome inactivation)라고 불리는 이 과정은 DNA 메틸화(methylation)에 의해 조절됩니다. 과학자들은 비활성 X 염색체의 유전자 프로모터 부위(promoter site; 촉진자 부위)가 활성 X 염색체에 있는 같은 부위보다 더 많이 메틸화되어있는 것을 발견했습니다. DNA 메틸화는 전사 인자가 프로모터 부위에 부착하는 것을 방지하여 유전자 전사(transcription)를 억제합니다.

비정상적인 DNA 메틸화는 암에서 중요한 역할을 합니다. 대부분의 유전자 프로모터 부위는 인산기(phosphate group)에 의해 연결된 사이토신(cytosine; 시토신)과 구아닌(guanine) 뉴클레오타이드(nucleotide) 구간을 포함합니다. 이 지역들을 CpG 섬(CpG island)이라고 부릅니다. 건강한 세포의 CpG 섬은 메틸화되지 않습니다. 그러나 암세포에선 종양 억제 유전자(tumor suppressor gene)나 세포 주기 조절자(cell cycle regulator)의 프로모터 부위에 있는 CpG 섬들이 과도하게 메틸화됩니다. 메틸화는 이런 유전자의 발현을 중단 시켜 암세포가 빠르고 통제 불가능하게 분열하게 만듭니다.