クロマチンリモデリング
クロマチン構造の緩和は、DNA損傷に対する最初期の細胞応答である。この緩和はPARP1によって開始されるようであり、PARP1のDNA損傷部位への蓄積はDNA損傷の発生後1.6秒以内に最大半値に達する。続いてADPリボース結合ドメインを持つクロマチンリモデリング因子ALC1がPARPの反応産物であるポリADPリボース鎖に迅速に結合する。ALC1のDNA損傷部位へのリクルートは損傷後10秒以内に最大値に達する。ALC1によるものと考えられるクロマチン構造の緩和は10秒以内に最大半値に達する。二本鎖切断部位でのPARP1の作用によって、2つのDNA修復酵素MRE11とNBS1がリクルートされる。これら2つのDNA修復酵素のリクルートは、MRE11に関しては13秒、NBS1に関しては28秒で最大半値に達する。
DNA二本鎖切断の形成後のクロマチン構造の緩和の他の過程には、H2AXのリン酸化型であるγH2AXが関与している。ヒストンバリアントH2AXは、ヒトのクロマチン中のH2Aヒストンの約10%を構成している。
真核生物のクロマチンリモデリング因子には少なくとも5つのファミリー(SWI/SNF、ISWI(英語版)、Mi-2/NuRD(英語版)/CHD、INO80、SWR1)が存在し、最初の2つに関しては特に酵母モデルでよく研究が行われている。リモデリング因子には共通したATPアーゼドメインが存在するが、それらはいくつかの生物学的過程(DNA修復、アポトーシスなど)において特異的に機能する。これは各リモデリング因子のATPアーゼ領域には特有のタンパク質ドメイン(ヘリカーゼ、ブロモドメインなど)が存在し、また異なるサブユニットを介してリクルートが行われるためである。
ATP依存性クロマチンリモデリング複合体は、ヌクレオソームを移動させるか、除去するか、再構築するかによって遺伝子発現を調節する。これらのタンパク質複合体は共通したATPアーゼドメインを持っており、ATPの加水分解によるエネルギーによってヌクレオソームをDNAに沿って再配置したり(ヌクレオソームスライディング(nucleosome sliding)とも呼ばれる)、ヒストンを組み立てたり除去したり、ヒストンバリアントの交換を促進したりし、遺伝子の活性化のためにヌクレオソームが存在しないDNA領域を作り出す。いくつかのリモデリング因子はDNAを移動させる活性を持っている。
全てのATP依存性クロマチンリモデリング複合体には、SNF2スーパーファミリーに属するATPアーゼサブユニットが含まれている。これらのタンパク質には2つの主要なグループが存在しており、SWI2/SNF2(SWI/SNF)グループとISWI(imitation SWI)グループとして知られている。近年記載されたものの中には、脱アセチル化活性も示すものもある。