発現量的形質遺伝子座

発現量的形質遺伝子座（eQTL ）は量的形質遺伝子座（QTL）の一種で、特定の定量化可能な形質の表現型変異に関連するゲノム遺伝子座（DNA領域）です。QTLという用語は幅広い表現型形質を指すことがありますが、より具体的なeQTLはmRNAレベルなどの遺伝子発現によって測定される形質を指します。^{[ 1 ] [ 2 ]}「発現QTL」という名前ですが、遺伝子発現のすべての測定値がeQTLに使用できるわけではありません。たとえば、タンパク質レベルによって定量化される形質は、代わりにタンパク質QTL（pQTL）と呼ばれます。

発現量的形質は、 mRNA転写産物またはタンパク質の量です。これらは通常、特定の染色体位置にある単一の遺伝子の産物です。この点が、発現量的形質を、単一の遺伝子の発現の産物ではないほとんどの複雑形質と区別します。発現形質の変動を説明する染色体上の位置は、eQTLと呼ばれます。起源遺伝子（転写産物またはタンパク質を生成する遺伝子）の近くに位置するeQTLは、局所eQTLまたはcis-eQTLと呼ばれます。対照的に、起源遺伝子から遠く離れた位置にあるもの（多くの場合、異なる染色体上）は、遠位eQTLまたはtrans-eQTLと呼ばれます。^{[ 3 ] [ 4 ]}遺伝子発現の最初のゲノムワイド研究は酵母で行われ、2002年に発表されました。^{[ 5 ]} eQTL研究の最初の波は、ゲノムワイド遺伝子発現を測定するためにマイクロアレイを使用しました。より最近の研究では、大規模並列RNAシーケンスが使用されています。植物や動物（ヒト^{[ 6 ]}、非ヒト霊長類^{[ 7 ] [ 8 ]}、マウス^{[ 9 ]}を含む）で多くの発現QTL研究が行われてきた。

シスeQTLは多くの組織タイプで検出されますが、トランスeQTLの大部分は組織依存的です（動的）。^{[ 10 ]} eQTLは、遺伝子に対してシス（局所的）またはトランス（遠隔）で作用する可能性があります。^{[ 11 ]}遺伝子転写産物の量は、調節エレメントの多型によって直接修飾されます。したがって、転写産物の量は、かなりの力でマッピングできる量的形質とみなすことができます。これらは発現QTL（eQTL）と呼ばれています。^{[ 12 ]}全ゲノム遺伝子関連研究とグローバル遺伝子発現 の測定を組み合わせることで、eQTLを体系的に特定できます。多数の個体でゲノムワイドベースで遺伝子発現と遺伝的変異を同時にアッセイすることにより、統計遺伝学的手法を使用して、数千の転写産物の量的発現レベルの個人差を支える遺伝的要因をマッピングできます。^{[ 13 ]}研究により、複雑な疾患^{[ 14 ]}および特定の薬理学的表現型^{[ 15 ]}と再現性をもって関連する一塩基多型(SNP) は、頻度が一致する対照 SNP と比較して、eQTL が有意に濃縮されていることがわかっています。eQTL とGWASの統合により、トランスクリプトームワイド関連研究(TWAS) 手法が開発されました。^{[ 16 ] [ 17 ]}

eQTLのマッピングは、発現の変動と遺伝的多型との連鎖を検証する標準的なQTLマッピング手法を用いて行われます。唯一大きな違いは、eQTL研究では100万個以上の発現マイクロ形質が対象となる場合があることです。標準的な遺伝子マッピングソフトウェアパッケージを使用することもできますが、QTL ReaperやウェブベースのeQTLマッピングシステムGeneNetworkなどのカスタムコードを使用する方が速い場合が多いです。GeneNetworkは多数の大規模なeQTLマッピングデータセットをホストしており、単一遺伝子座やエピスタシス相互作用をマッピングするための高速アルゴリズムへのアクセスを提供しています。すべてのQTLマッピング研究に共通することですが、形質の変動を引き起こすDNA変異を定義する最終段階は通常困難であり、2回目の実験が必要となります。これは特に、関連する変異が親遺伝子のすぐ近くにあるという事前確率が高いという利点がないトランスeQTLの場合に当てはまります。位置候補遺伝子と相互作用システム全体を評価するために、統計的、グラフィカル、およびバイオインフォマティクス手法が使用されます。^{[ 18 ] [ 19 ]}シングルセル技術の開発と統計的手法の並行的な進歩により、細胞状態の変化に伴うeQTLのわずかな変化さえも定義することが可能になった。^{[ 20 ] [ 21 ]} eQTLが検出された後、統計的ファインマッピングを使用して、eQTL領域内の候補原因変異のセットを絞り込むことができる。これは、連鎖不平衡にある近傍の変異が、1つまたは少数の変異のみが分子形質に直接影響を与える場合でも、遺伝子発現と類似した関連性を示す可能性があるため、しばしば必要となる。^{[ 22 ]}

• エピゲノムワイド関連研究
• 精密マッピング
• 量的形質遺伝子座（QTL）
• トランスクリプトーム全体にわたる関連研究