「エンハンサー」の版間の差分

　1981年、アカゲザルのポリオーマウイルスSV40の初期遺伝子の上流に位置する72塩基対の反復配列を欠失させると、初期遺伝子の転写量が著しく低下することが見出された。また、この配列を異種の遺伝子と連結すると、その遺伝子の転写量が増加することも見出され、そのような性質をもつ配列をエンハンサーと呼ぶようになった<ref name="ref1" /><ref name="ref2" />。その後、1983年に、マウス免疫グロブリン遺伝子においてもエンハンサーが同定された<ref><pubmed>6409417</pubmed></ref><ref><pubmed>6409418</pubmed></ref>。その他のウイルスおよび真核生物の遺伝子においてもエンハンサーが同定され、普遍的に存在する転写調節領域であることがわかった。  

　エンハンサーは多くの場合、ゲノムの非翻訳領域に存在する。多くの遺伝子には、複数のエンハンサーが存在する。また、エンハンサーには、転写制御因子の結合する配列が1個以上存在する。エンハンサーとそれに結合する転写制御因子が多様なため、遺伝子はそれぞれ複雑な発現制御を受けている。いつどの細胞で転写がおきるのかを、エンハンサーが中心になって制御していることが多い。例えば、多細胞生物の発生では、細胞の分化の方向性を規定する様々な遺伝子の発現が正確に制御されているが、これにはエンハンサーが重要な役割を担っている。  

　転写制御因子がエンハンサーに結合すると、メディエーター(mediator)、ヒストンアセチルトランスフェラーゼ(histone acetyltransferase; HAT)、およびクロマチン再構成複合体(chromatin remodeling complex)が転写制御因子に結合する。  

　メディエーターは、約30のサブユニットからなるタンパク質複合体で、プロモーターに結合した転写基本因子(TFIID、TFIIA)とエンハンサーに結合した転写制御因子の双方に結合する。すると、転写基本因子、メディエーターならびにプロモーターにRNAポリメラーゼIIが結合できるようになり、転写が開始する<ref><pubmed>20940737</pubmed></ref><ref><pubmed>21330129</pubmed></ref><ref><pubmed>20720539</pubmed></ref>。  

　一方、HATとクロマチン再構成複合体は、エンハンサーおよびプロモーター周辺のクロマチンの状態を変更する。HATのうち、CBPおよびp300は、エンハンサーおよびプロモーターにおけるコアヒストンのN末端をアセチル化する<ref><pubmed>21131905</pubmed></ref><ref><pubmed>19698979</pubmed></ref>。さらに、アセチル化されたヒストンは、クロマチン再構成複合体が結合する足場となることがある<ref><pubmed>10638745</pubmed></ref>。クロマチン再構成複合体は、ATP依存的にDNAからヌクレオソームを取り除く<ref><pubmed>20513433</pubmed></ref><ref><pubmed>10500090</pubmed></ref>。このようにクロマチンの状態が変更されると、一般的に、転写基本因子とメディエーターならびにRNAポリメラーゼがプロモーター上で集合しやすくなり、転写が促進される。  

　エンハンサーにおけるヒストンの状態は他の領域とは異なっており、転写制御に影響していると考えられている。ヒトのエンハンサーでは、ヒストンH3の4番目のリジンがメチル化され(H3K4me1/ H3K4me2)、27番目のリジンがアセチル化されていることが多い(H3K27ac)<ref><pubmed>17277777</pubmed></ref>。さらに、H3.3やH2A.Zと呼ばれる特別なヒストンを含むヌクレオソームが存在する<ref><pubmed>19633671</pubmed></ref>。これは通常のヌクレオソームより不安定で、転写制御因子がこのヌクレオソームに置き換わってDNAに結合しやすくなると考えられている。さらに、エンハンサーの活性状態によって、ヒストンの修飾が異なる例が報告されている。ヒトおよびマウスのES細胞では、活性化しているエンハンサーでは、ヒストンH3の27番目のリジンがアセチル化されているが(H3K27ac)、不活化されているエンハンサーでは、メチル化されている(H3K27me3)ことが知られている<ref><pubmed>21160473</pubmed></ref>。  

　中間径フィラメントの一つである''Nestin''は、神経幹細胞で発現し、分化するとその発現は消失する。トランスジェニックマウスを用いた解析により、''Nestin''遺伝子の第２イントロン内に神経幹細胞特異的な発現を誘導するエンハンサーが存在することが明らかとなっている<ref><pubmed>8292356</pubmed></ref>。この第２イントロンには、POUファミリーおよびSOXファミリーの転写制御因子の結合する配列が存在する<ref name="ref22"><pubmed>15456859</pubmed></ref><ref><pubmed>9671582</pubmed></ref>。''Brn2''と''Sox2''は、それぞれPOUファミリーとSOXファミリーに属する転写制御因子であるが、神経幹細胞で発現し、第２イントロンの配列に結合して''Nestin''の発現を誘導する<ref name="ref22" />。さらにBrn2は、細胞周期のG2期からM期にリン酸化され、第2イントロンの配列に結合しにくくなるため、''Nestin''の発現が減少する<ref name="ref24"><pubmed>18349072</pubmed></ref>。G1期からS期ではBrn2が脱リン酸化され、第2イントロンの配列に結合して、''Nestin''の発現が増加する。このように、''Nestin''の発現は細胞周期の進行に伴い変動する。