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Topologically Associating Domains #

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개념 #

Topologically Associating Domains(TADs)란 자가 상호작용을 하는 DNA 상의 영역이다. 핵 내부의 염색체가 모여있는 구조를 보면, DNA는 TAD라 하는 영역으로 나뉘어 구획화되어 있음을 관찰할 수 있다. 이러한 도메인들의 양쪽 경계는 다른 종들의 포유류 세포에서도 보존되어 있다. 반면 식물 중 모델 식물인 애기 장대에서는 이러한 TAD가 뚜렷하게 나타나지는 않았다.

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기능 #

TAD는 유전자 발현을 조절한다. TAD의 경계는 insulator로 하나의 TAD 내에 위치한 enhancer와 silencer가 다른 TAD 내에 위치한 유전자의 전사에 영향을 미치는 것을 방지하는 역할을 수행한다.그렇기에 TAD 경계를 제거하면 새로운 promoter - enhancer 연결들이 생성될 수 있다. 이러한 구조의 변형은 이후 발달적 결함을 초래할 수도 있다.

형성 #

TAD의 형성을 설명하는 대표적인 모델은 loop extrusion 모델이다. Cohesin이라 불리는 단백질 복합체가 염색질에 붙은 후, CTCF 단백질을 만날 때까지 루프를 형성한다고 알려져 있다. 식물에서는 CTCF와 같은 기능을 가진 단백질이 발견되지 않았다. 그러나 식물에서 잠재적으로 TAD 형성을 담당할 것이라 추정되는 단백질이 발견되어 기능 연구가 이어질 것으로 보인다.

참고 문헌 및 사진 출처 #

1Hartl, D. L. (2018). Essential genetics and genomics. Jones & Bartlett Learning.

2Matharu, Navneet, and Nadav Ahituv. "Minor loops in major folds: enhancer–promoter looping, chromatin restructuring, and their association with transcriptional regulation and disease." PLoS genetics 11.12 (2015): e1005640.

3Yu, Miao, and Bing Ren. "The three-dimensional organization of mammalian genomes." Annual review of cell and developmental biology 33 (2017): 265-289.

4Szabo, Quentin, Frédéric Bantignies, and Giacomo Cavalli. "Principles of genome folding into topologically associating domains." Science advances 5.4 (2019): eaaw1668.

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