Histone

Basische chromosomale Eiweißmoleküle, um die sich die DNA im Zellkern herumlegen. Dadurch wird die DNA dicht gepackt (Verpackungsform der DNA). Es entstehen Nukleosomen, die wie Perlen auf einer Kette aufgereiht sind.

Ein wichtiges Enzym, das die Verpackungseigenschaften der Histone bestimmt, ist die Topoisomerase. Zahlreiche Studien zeigen, dass die Acetylierung von Histonen mit einer Transkriptionsaktivierung und die Deacetylierung von Histonen mit einer Transkriptionsrepression korrelieren. Die gegensätzlichen Aktivitäten zweier Enzymklassen, der Histon-Acetyltransferasen (HAT) sowie der Histon-Deacetylasen (HDAC) kontrollieren das Ausmaß der Histonacetylierung. Histon-Methylierungen und Acetylierungen sind Merkmale epigenetischer Veränderungen. 

Heute sind eine Reihe von Wirkstoffen verfügbar, sogenannte HDAC-Inhibitoren, die es ermöglichen in den "histone code" einzugreifen und die epigenetische Genregulation zu beeinflussen. Obwohl diese Substanzen die Expression von 2-5% aller Gene modulieren sind sie in vivo erstaunlicherweise nicht mit erheblichen Nebenwirkungen vergesellschaftet und finden u.a. bei den kutanen T-Zell-Lymphomen bereits therapeutische Verwendung (s.u. Vorinostat).

Anti-Histon-Antikörper lassen sich  bei etwa 30% der Patienten mit systemischem Lupus erythematodes nachweisen. Nahezu alle Patienten mit medikamenteninduziertem Lupus erythematodes haben Anti-Histon-Antikörper.

Die Histonacetylierung ist eine reversible epigenetische Modifikation von Histonproteinen, bei der Acetylgruppen (–COCH₃) an bestimmte Lysinreste der Histonschwänze übertragen werden. Sie gehört neben der DNA-Methylierung zu den wichtigsten Mechanismen der epigenetischen Genregulation und beeinflusst die Zugänglichkeit der DNA für Transkriptionsfaktoren, ohne die Basensequenz des Genoms zu verändern. Im Gegensatz zur DNA-Methylierung, die überwiegend auf Cytosinbasen erfolgt, betrifft die Histonacetylierung die Verpackung der DNA im Chromatin.

1. Steve Horvath (2013) DNA methylation age of human tissues and cell types. Genome Biology. 14:R115.