クロマチンリモデリング
ヒストンバリアントの転写は上昇するが、典型的ヒストンは細胞周期のS期にのみ合成されるため、有糸分裂を終えた老化細胞では発現しない。老化時には、染色体の一部は核から輸送されてリソソームでの分解が行われ、より大きな構成の変化とクロマチン相互作用の破壊が引き起こされる。
クロマチンリモデリング因子の存在量は細胞老化に影響を与える可能性がある。酵母、C. elegans、マウス、ヒトの培養細胞において、NuRD、ACF1、SWI/SNFなどのATP依存性リモデリング因子のノックダウンやノックアウトによってDNA損傷と老化表現型が生じる。老化細胞ではACF1とNuRDはダウンレギュレーションされており、有糸分裂の維持にはクロマチンリモデリングが必要不可欠であることが示唆される。老化シグナル伝達に関与する遺伝子のサイレンシングはクロマチン構造とポリコーム抑制複合体(PRC)とによっても行われており、p16がPRC1/PRC2によってサイレンシングされているのはその1例である。特定のリモデリング因子の欠失は、サイレンシングの維持の喪失によって増殖性の遺伝子の活性化を引き起こす。一部のリモデリング因子は特定の遺伝子座というよりはエンハンサー領域に対して作用し、調節領域周辺に濃密なヘテロクロマチン領域を形成することで細胞周期の再進行を防いでいる。
クロマチンリモデリングはしっかりとパッケージされたゲノムに対して転写装置の動的なアクセスを可能にし、遺伝子発現調節において中心的な役割を果たしている。さらに、クロマチンリモデリング因子によるヌクレオソームの移動は、染色体の集合と分離、DNAの複製と修復、胚発生と多能性、細胞周期の進行など、いくつかの重要な生物学的過程に必要不可欠である。クロマチンリモデリングの調節異常によって、適切な細胞機能に必要とされるこうした重要なチェックポイントでの転写調節の喪失が引き起こされ、それによってがんを含むさまざまな疾患が引き起こされる。
ゲノムの転写調節は主に転写開始前の段階、DNAのコアプロモーター配列へのコア転写装置(すなわちRNAポリメラーゼ、転写因子、アクチベーターとリプレッサー)の結合の制御によって行われている。しかし、核内のDNAはしっかりとパッケージングされており、主にヒストンタンパク質の助けによってヌクレオソームの反復単位が形成され、それらがさらに束ねられて凝縮したクロマチン構造が形成されている。こうした凝縮構造は多くのDNA調節タンパク質を排除し、転写装置との相互作用や遺伝子発現の調節はできない状態となっている。クロマチンリモデリングと呼ばれる過程は、この問題を克服して凝縮DNAに対して動的なアクセスを行うことを目的として行われ、ヌクレオソーム構造を変化させて転写調節のためのDNA領域を露出させたり隠したりする。
定義として、クロマチンリモデリングはヌクレオソームDNAへのアクセスを促進する酵素的過程であり、ヌクレオソームの構造、構成、配置のリモデリングが行われる。