エンハンサー
真核生物の細胞では、DNAのクロマチン構造は原核生物のDNAの超らせん構造を機能的に模倣するような形で折りたたまれる。そのため、エンハンサーDNAは配列上では遺伝子から遠くに位置していても、空間的にはプロモーターや遺伝子に近接していることがあり、基本転写因子やRNAポリメラーゼIIとの相互作用が可能となる。同様の機構はサイレンサーにも当てはまる。サイレンサーはエンハンサーのアンタゴニストであり、リプレッサーと呼ばれる転写因子が結合した際に遺伝子の転写を抑制する。サイレンサーとエンハンサーは互いに近接して位置している場合や、同じ領域に位置し、その領域に結合する転写因子によってのみ両者が区別される場合もある。
エンハンサーは調節標的の遺伝子の上流に位置している場合も下流に位置している場合もある。さらに、エンハンサーは影響を与える転写開始部位に近接して位置している必要はなく、開始部位から数十万塩基対上流または下流に位置しているものもある。エンハンサーはプロモーター領域に直接作用するのではなく、エンハンサー領域にはアクチベータータンパク質が結合する。これらのアクチベーターはメディエーター複合体(英語版)と相互作用し、メディエーターはRNAポリメラーゼIIと基本転写因子をリクルートし、遺伝子の転写が開始される。エンハンサーは無関係な遺伝子のエクソン領域に存在することもあり、他の染色体の遺伝子に作用することもある。
ChIP-seq(英語版)などの技術を利用して、p300/CBPコアクチベーターファミリーなど特定の因子が結合するエンハンサーの位置の予測が行われている。
哺乳類における遺伝子発現は、遺伝子の転写開始部位の近傍に位置するコアプロモーターやpromoter-proximal element(プロモーター近位エレメント)など、多くのシスエレメントによって調節される。コアプロモーターは転写開始の指示に十分であるが、一般的にその基礎活性は低い。他の重要なシス調節モジュールは転写開始部位から離れたDNA領域に位置している。そのようなものとしては、サイレンサー、インスレーター、テザリングエレメント(tethering element)などがある。こうしたエレメントの中でも、エンハンサーとそこに結合する転写因子は遺伝子発現の調節に主要な役割を果たしている。エンハンサーは遺伝子のプロモーターから離れたDNA領域に位置しているが遺伝子発現には大きな影響を与え、一部の遺伝子では活発なエンハンサーの存在によって発現が最大100倍にまで上昇する。
エンハンサーは、ゲノム中の主要な遺伝子調節エレメントである。エンハンサーは細胞種特異的な遺伝子発現プログラムを制御するが、その制御はDNAの長距離のループを形成することで特定のエンハンサーを標的遺伝子のプロモーターに物理的に近接させることによって行われることが多い。エンハンサーのDNA領域とプロモーターの距離はは数十万塩基対にも及ぶが、特定の組織では特定のエンハンサーのみが、そのエンハンサーが制御するプロモーターと近接している。大脳皮質の神経細胞での研究では、エンハンサーを標的プロモーターに近接させる24,937個のループが発見された。
一般的に各細胞には、数百の特殊なクラスのエンハンサーが数kbのDNA配列にわたって並んでいるスーパーエンハンサー(英語版)と呼ばれる領域が存在する。こうしたエンハンサーには、配列特異的に遺伝子発現を誘導する転写因子の結合部位が多数含まれており、細胞分化に関与する遺伝子発現を調節している。炎症時には、転写因子NF-κBはクロマチンの再編成を促進し、高占有率のエンハンサーからコファクターを選択的に再分配することで、細胞のアイデンティティの維持に関わる遺伝子の発現を抑制する。同時に、NF-κBによって駆動される再編成と再分配は、炎症による細胞機能の変化を誘導する他のエンハンサーを活性化する。その結果、炎症は細胞を再プログラムし、組織の他の部分や免疫系との相互作用を変化させる。がんではNF-κB活性を制御するタンパク質の調節異常が生じ、悪性細胞は局所組織との相互作用への依存度を低下させ、免疫系による監視を妨げることが可能となっている。