欠失（遺伝学）

遺伝学において、欠失（遺伝子欠失、欠損、または欠失変異とも呼ばれる）（記号：Δ）は、DNA複製中に染色体またはDNA配列の一部が省略される変異（遺伝子異常）である。1塩基から染色体全体まで、任意の数のヌクレオチドが欠失される可能性がある。 ^[1]一部の染色体には、切断が発生する脆弱な部分があり、その結果、染色体の一部が欠失する。切断は、熱、ウイルス、放射線、または化学反応によって引き起こされる可能性がある。染色体が切断され、その一部が削除または失われた場合、失われた染色体の部分は欠失または欠損と呼ばれる。^[2]

大きな挿入欠損を持つ染色体と正常な完全な相同染色体との間でシナプシスが発生するには、正常な相同染色体の不対領域が線状構造から抜け出して欠失または補償ループにループする必要があります。

最小の単一塩基欠失変異は、DNAポリメラーゼ活性部位内でテンプレートDNAの単一塩基反転とそれに続くテンプレートDNA鎖の滑りによって発生します。 ^{[3] [4] [5]}

欠失は減数分裂中の染色体交差のエラーによって引き起こされる可能性があり、いくつかの深刻な遺伝病を引き起こします。3塩基の倍数で発生しない欠失は、遺伝子配列の3ヌクレオチドタンパク質読み取りフレームを変更することでフレームシフトを引き起こす可能性があります。欠失は、細菌などの 原核生物ではなく、人間を含む真核生物に典型的に見られます。

原因としては次のようなものが挙げられます。

• 移転による損失
• 染色体逆位内の染色体交差
• 不平等な交差
• 再結合せずに離脱する

削除の種類は次のとおりです。

• 末端欠失– 染色体の末端に向かって発生する欠失。
• 中間欠失- 染色体の内部から発生する欠失。
• 微小欠失– 比較的小さな欠失量（最大 5Mb、12 個の遺伝子を含む可能性がある）。

微小欠失は、通常、身体的異常のある子供に見られます。欠失量が多いと、すぐに中絶（流産）につながります。

国際ヒト細胞ゲノム命名システム（ISCN）は、ヒト染色体の 命名法の国際標準であり、ヒト染色体および染色体異常の説明に使用されるバンド名、記号、略語が含まれています。略語には、染色体欠失を表すマイナス記号（−）や、染色体の一部欠失を表すdelなどがあります。 ^[7]

小さな欠失は致命的になる可能性は低いですが、大きな欠失は通常致命的です。どの遺伝子が失われるかによって常に変化があります。中程度の欠失は、ウィリアムズ症候群など、認識可能なヒト疾患につながります。

3で割り切れない数のペアの欠失はフレームシフト変異につながり、欠失後に発生するすべてのコドンが翻訳中に誤って読み取られ、著しく変化した潜在的に機能しないタンパク質が生成されます。対照的に、3で割り切れる数の欠失はインフレーム欠失と呼ばれます。^[8]

欠失は、男性不妊症の一部、デュシェンヌ型筋ジストロフィーの3分の2の症例^[1]、嚢胞性線維症の3分の2の症例（ ΔF508が原因）^[9]など、さまざまな遺伝性疾患の原因となっている。5番染色体短腕の一部が欠失すると、猫泣き症候群となる。^[1] SMNをコードする遺伝子の欠失は、乳児死亡の最も一般的な遺伝的原因 である脊髄性筋萎縮症を引き起こす。

微小欠失は、アンジェルマン症候群、プラダー・ウィリー症候群、ディジョージ症候群など、さまざまな病態に関連しています。^[10] アンジェルマン症候群やプラダー・ウィリー症候群などの一部の症候群は、微小欠失とゲノムインプリンティングの両方に関連しており、同じ微小欠失が、どちらの親から欠失を受けたかによって2つの異なる症候群を引き起こす可能性があることを意味します。^[11]

最近の研究では、高度に保存された配列（CONDEL）のいくつかの欠失が、近縁種の間に存在する進化の違いの原因である可能性があることが示唆されています。ヒトにおけるこのような欠失はhCONDELと呼ばれ、ヒト、チンパンジー、類人猿やサルなどの他の種類の哺乳類の間の解剖学的および行動的違いの原因である可能性があります。^[12]

TCGAコホートにおける最近の包括的な患者レベルの分類とドライバーイベントの定量化により、腫瘍1つあたり平均12のドライバーイベントがあり、そのうち2.1は腫瘍抑制因子の欠失であることが明らかになりました。^[13]

近年、古典的な細胞遺伝学的手法と組み合わせた分子技術の導入により、染色体異常の診断能力が大幅に向上しました。特に、BACクローンの使用に基づくマイクロアレイ比較ゲノムハイブリダイゼーション（CGH）は、ゲノム全体のDNAコピー数の変化を検出するための感度の高い戦略を約束します。検出の解像度は30,000を超える「バンド」まで高く、検出される染色体欠失のサイズは5〜20 kbの長さまで小さくなります。^{[14] DNA配列欠失エラーを発見するために、}エンドシーケンスプロファイリングなどの他の計算方法が選ばれました。^{[15] [16]}

酵母サッカロミセス・セレビシエでは、核遺伝子Rad51 p、Rad52 p、Rad59pが組み換え修復に必要なタンパク質をコードしており、ミトコンドリアDNAの二重鎖切断の修復に利用されている。^[17] これらのタンパク質が失われると、ミトコンドリアでの自然発生的なDNA欠失の発生率が低下する。^[17] この発見は、相同組み換えによるDNA二重鎖切断の修復が、ミトコンドリアDNA欠失の形成におけるステップであることを示唆している。

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