Chromatinemodulatie

Chromatinemodulatie verwijst naar processen die de chromatine-structuur wijzigen om de toegankelijkheid van DNA te reguleren. In eukaryote cellen bepaalt de toestand van chromatine of genen al dan niet kunnen worden afgelezen. Het begrip omvat twee kernpijlers: ATP-afhankelijke chromatinaremulatoren die nucleosomen herschikken, verplaatsen of verwijderen, en chemische modificaties van histonen en DNA die de chromatinetoestand bepalen.

ATP-afhankelijke chromatinaremulatoren bestaan uit families zoals SWI/SNF (ook wel BAF in menselijke cellen), ISWI, CHD en INO80. Ze gebruiken de energie van ATP-hydrolyse om nucleosomen te verschuiven, te verwijderen of te herplaatsen, waardoor promoterregio's en enhancers toegankelijker worden. Histonemodificaties, zoals acetylatie, methylatie, fosforylatie en ubiquitinatie, worden toegevoegd of verwijderd door enzymen zoals histone acetyltransferases (HATs), histonedeacetylases (HDACs), en methyl- en demethyltransferases. DNA-methylatie door DNMTs draagt ook bij aan een overwegend gesloten chromatin toestand. Lezers, schrijvers en verwijderaars van histonmodificaties coördineren deze veranderingen en bepalen samen de regulatie van genexpressie.

Chromatinemodulatie is cruciaal voor ontwikkeling, celidentiteit, respons op stimuli en DNA-reparatie. Storingen in chromatinemodulerende factoren of in de bijbehorende modificaties worden in verband gebracht met ziekten, waaronder kanker en diverse ontwikkelingsstoornissen. Therapieën richten zich soms op deze processen, bijvoorbeeld met inhibitie van DNA-methyltransferases of histon-deacetylases om aberrante chromatinetoestanden te corrigeren. Onderzoeksmethoden zoals ATAC-seq, ChIP-seq en MNase-seq worden gebruikt om chromatinemodulatie te bestuderen.