LCR과 규제 대상 유전자 사이의 상당한 거리를 감안할 때 위치 문제를 해결하고 기본 작용 메커니즘을 밝히기 위해 여러 모델이 제안되었습니다. Facilitated tracking 모델은 앞서 언급한 두 모델의 요소를 통합합니다. 이 모델에서 LCR HS에 결합된 단백질은 LCR과의 결합을 유지하면서 프로모터를 향해 중간 영역을 통과하여 궁극적으로 루프를 형성합니다. RNA-TRAP(연관 단백질의 태깅 및 복구) 및 3C(염색체 형태 포착)라는 두 가지 별개의 방법론을 사용하는 연구는 LCR이 전사적으로 활성화된 유전자에 공간적으로 근접해 있음을 입증했습니다. 이 관찰은 LCR에서 유래한 유전자간 전사가 RNA 폴리머라제 II 및 히스톤 아세틸화의 수송에서 역할을 한다는 것을 시사하며, 이는 LCR의 촉진된 추적 메커니즘의 관여를 나타냅니다. 염색질 활성화 또는 히스톤 변형에 대한 LCR의 기여에 관한 상충되는 결과에도 불구하고 LCR이 표적 유전자의 적절한 전사에 필수적이라는 것은 명백합니다.
<h2>LCR에 의한 고리 형성(looping)</h2><p>LCR은 조절의 대상이 되는 표적유전자와 멀리 떨어져 있기 때문에 위치적 문제를 해결할 수 있는 작용 기작으로 다양한 모델이 제시되어 왔다. 이 모델들은 크게 네 가지, loop-ing, tracking, facilitated tracking, 그리고 linking 모델로 요약된다. Looping 모델은 LCR HSs에 단백질들이 결합된 후 직접 표적 유전자의 프로모터와 결합하여 기능을 수행하는 것으로써, 중간 부분이 고리 모양(loop)을 형성하게 된다. Tracking 모델은 LCR HSs에 결합한 단백질들이 프로모터에 이르는 중간 부분을 따라 이동해가서 결국 프로모터에 결합한 단백질들과 만나 기능을 수행하는 것이다. Facilitated tracking 모델은 앞서 언급한 두 모델을 결합한 형태로, LCR HSs에 결합한 단백질들이 LCR과의 결합을 유지한 채 중간 부분을 따라 프로모터까지 이동해가서 결국 고리를 형성하는 것이다. 마지막으로 linking 모델은 LCR과 프로모터 사이의 크로마틴에 단백질들이 연속적으로 결합하여 구획을 형성함으로써 LCR의 작용을 프로모터에 전달하는 것이다.</p><p>최근의 연구 결과들은 여러 가지 LCR 작용 기작 모델 중 looping 모델에 무게를 실어주고 있다. RNA-TRAP (tagging and recovery of associated proteins)과 3C (chromosome conformation capture)라는 서로 다른 두 가지 방법을 사용한 연구들은 LCR이 전사가 활발한 유전자와 위치적으로 근접한 거리에 놓여있음을 보여준다. 이와 달리 전사가 되지 않는 유전자는 DNA 상에서 LCR과 더 가까이 존재하더라도, 전사가 활발한 유전자 보다 위치적으로 멀리 존재한다. 이것은 DNA 상의 절대 거리에 상관없는 LCR과 표적 유전자 사이의 위치적 근접성을 보여주는 것으로 고리가 형성됨을 의미한다. 그러나 이 고리가 직접적인 looping에 의해 형성되었는지, 아니면 facilitated tracking에 의해 형성되었는지는 명확하지 않다. 다만 고리 형성을 위해서는 유연한 크로마틴 구조가 필요할 것이며, 뉴클레오좀에 감겨있는 DNA의 접근성을 높여주고 상대적으로 응축되지 않은 구조를 만드는 히스톤 아세틸화는 크로마틴의 유연성을 증가시키는 한가지 방법일 것이다.</p><p>글로빈 좌위의 LCR은 활발히 전사되는 글로빈 유전자와 가까이 위치한다. 이때 LCR 뿐 만 아니라 좌위의 좀 더 위쪽과 아래쪽에 위치한 DNase I HSs도 전사되는 글로빈 유전자와 가까운 거리에 위치하며 ACH(active chromatin hub)를 형성한다. 이에 반해 전사가 되지 않는 글로빈 유전자 부분은 ACH로부터 먼 거리에 존재하며 고리 형태로 빠져 나오게 된다. ACH는 적혈구 분화에 따라 LCR의 모든 HSs가 가까이 모이게 되면서 형성되고, 발생이 진행됨에 따라 발생단계 특이적으로 발현하는 글로빈 유전자와 선택적으로 형성된다. 이것은 ACH형성이 글로빈 유전자 발현 전환 과정(globin switching)에 관여함을 보여주는 것이며, 이 때 발생 단계에 따른 정상적인 ACH의 형성은 LCR의 모든 HSs를 필요로 한다. 또한 EKLF, GATA-1과 같은 적혈구 특이적인 전사인자들도 글로빈 좌위의 ACH 형성과 유지에 관여한다.</p><h2>LCR로부터 non-coding RNA 전사</h2><p>활성 상태의 LCR에서는 RNA transcript가 만들어진다. 이때 만들어지는 RNA 분자는 non-coding 또는 intergenic transcript로 불리며, LCR이 표적 유전자의 전사를 활성화시키는데 있어서 매개체 역할을 하는 것으로 보인다. LCR에서 시작되는 전사는 RNA pol Ⅱ에 의해 일어나며, RNA pol Ⅱ의 신장과 함께 주로 표적 유전자를 향해 진행된다. Pol Ⅱ가 모집되어 전사가 시작되는 곳은 LCR의 HSs로, HSs에 결합하는 전사 활성자는 pol Ⅱ 모집에 중요한 역할을 한다. 그러나 표적 유전자의 프로모터 활성이나 전사 상태는 LCR/HS로부터의 non-coding RNA 전사에 영향을 미치지 않으며, 이는 intergenic 전사가 LCR의 자체적 기능임을 보여준다.</p><p>Intergenic 전사가 일어나는 LCR과 intervening region에서는 높은 수준의 히스톤 아세틸화가 관찰된다. 이는 아세틸화효소들이 신장중인 RNA pol Ⅱ와 복합체를 형성하는 것과 관련이 있는 것으로 생각되며, intergenic 전사는 히스톤 아세틸화를 통해 활성화된 크로마틴 영역을 형성함으로써 유전자 전사를 조절하는 것으로 보인다. 실제로 배아와 태아글로빈 유전자를 발현하는 인간 글로빈 좌위에서 intergenic 전사는 LCR로부터 활성 유전자에 이르는 영역에서 발견되며 히스톤 아세틸화 영역과도 일치한다. 그러나 일부연구는 intergenic 전사와 히스톤 아세틸화 사이에 직접적인 관계가 없음을 보여주고 있다. 인간 성장 호르몬 좌위에서는 LCR과 표적 유전자 사이의 히스톤 아세틸화가 intergenic 전사 없이도 유지되며, TH2 cytokine 좌위에서도 히스톤 아세틸화를 위해 intergenic 전사가 꼭 필요하지는 않다.</p><p>LCR에서 시작되어 표적 유전자에 이르는 부분에서 만들어지는 intergenic transcript는 LCR의 작용 기작 중 tracking 모델을 뒷받침한다. LCR HS는 pol Ⅱ를 모집한 후, inter-genic 전사 과정을 통해 pol II를 표적 유전자의 프로모터로 운반함으로써 인핸서 기능을 수행하는 것으로 보인다. 그 예로, minichromosome의 좌위을 이용하여 LCR HS와 표적 유전자 사이에 insulator를 삽입한 경우, 표적 유전자의 전사는 현저히 줄어든다. 이때 LCR HS에서의 pol Ⅱ 모집은 계속되지만, 프로모터로의 이동이 insulator에 의해 차단된다. 그 결과 HS와 insulator 사이에서는 히스톤 아세틸화가 일어나고 pol Ⅱ의 축적과 함께 intergenic RNA가 발견되지만, insulator 이후 부분에서는 이러한 일들이 일어나지 않는다. 또한 최근 연구에 따르면 HS 의 DNA는 pol Ⅱ가 함께 inter-vening region을 따라 이동해 가면서 transcript를 생성하고 히스톤을 아세틸화시키며 결국 프로모터와 가까운 거리에 놓이게 되지만, 중간에 insulator가 존재할 경우 이 모든 일들이 제대로 일어나지 않는다. 이것은 LCR로부터의 in-tergenic 전사가 pol Ⅱ 이동과 히스톤 아세틸화를 위한 방법임을 의미하며, LCR의 facilitated tracking 기작을 보여준다.</p><h2>LCR 연구 방향</h2><p>LCR은 표적 유전자의 특이적인 전사를 조절한다. 그리고 크로마틴 구조 활성화, 히스톤 변형, 고리 형성, intergenic RNA 전사 등 표적 유전자의 전사 조절과 관계가 있는 것으로 보이는 다양한 일들을 수행한다. 그러나 이 일들이 어떤 기작으로 수행되는지, 그리고 그 기작에서 LCR이 어떤 역할을 하는지 아직 확실하지 않다. LCR에 결합하는 여러 전사 인자들이 coactivator를 포함한 여러 단백질의 결합을 유도하여 이 이들을 수행할 것으로 예상되지만, 정확한 기작은 밝혀야 할 과제이다. 또한 LCR에 의해 수행된다고 보고된 다양한 일들이 서로 어떤 관계가 있는지 설명해야 할 것이다. 아마도 이 일들은 궁극적으로 같은 목표 수행을 위해 상호 작용을 하거나 또는 다른 일을 순차적으로 유도할 것으로 생각된다. 현재 LCR에 의해 조절되는 다양한 포유류 유전자들이 밝혀졌으며, 본문에서 언급한 일들도 관찰되고 있다. 일부 결과는 크로마틴 활성화나 히스톤 변형에서 LCR의 역할을 부정하고 있지만, 표적 유전자의 적절한 전사를 위해서 LCR이 필요한 것은 분명해 보인다. 따라서 LCR에 의해 수행되는 일들을 연구하고, 그 기작을 밝히는 것은 고등 진핵 생물의 유전자 조절 기작을 설명하기 위해 꼭 필요한 과제로 생각된다.</p>