エピジェネティクス：ヒストンH3.3のリシン4は胚性幹細胞の分化、調節領域でのヒストン密度および転写の正確性に必要である

ヒストンH3のリシン4（H3K4）やリシン36（H3K36）を修飾する酵素の変異は、ヒト疾患と関連しているが、哺乳類でのこれらの残基の役割は不明である。我々は、ヒストンバリアントH3.3中のK4あるいはK36にアラニン変異を導入し、K4A変異がマウスの胚性幹細胞（ESC）の分化を阻害し、広範囲の遺伝子発現変化を引き起こすことを明らかにした。K4Aは、特にESCプロモーターにおいてH3.3を大幅に減少させると同時に、リモデリング因子の結合を低下させ、RNAポリメラーゼII（Pol II）活性を増加させた。H3.3K4Aの減少した調節領域ではヒストン修飾の変化が見られ、遺伝子発現と相関するエンハンサー活性が変化していた。対照的に、K36A変異ではH3.3の蓄積は変化せず、分化後期の遺伝子発現に影響が見られた。このようにH3K4は、Pol II活性の厳密な調節が正常なESC分化に必要とされる調節領域において、ヌクレオソームの蓄積、ヒストンの代謝回転、クロマチンリモデリング因子の結合に必要とされる。