エンバイロム

「エンバイロム」とは、環境条件の中核と生物の生物学的パフォーマンスの成功を関連付ける概念である。この概念は遺伝疫学で生み出されたもので、遺伝疫学ではエンバイロムは生物の状態、特に病状に影響を及ぼす現在および過去の環境要因の総体として定義されている。^[1]エンバイロムとその影響の研究は、エンバイロミクスと呼ばれる。この用語は、1995年に精神疫学の分野でJCアンソニーによって初めて造られた。^{[2] [3]}最近では、この用語の使用が細胞領域にまで拡大され、細胞機能エンバイロミクスでは、システム生物学の観点からゲノムとエンバイロムの両方を研究している。^[4]植物では、エンバイロミクスは複雑な生態生理学に直接関連しており、植物の広範な環境をオミックススケールで分析し、考えられる成長要因のモザイクと利用可能な多様なリソースのバランスとして理解することができる。^{[5] [6]}生態学では、この概念はシェルフォードの寛容の法則に関連します。^[7]エンビロミクス（環境の研究）は現代の植物育種の柱として考えられており、[ 8 ^]気候対応型農業の農業目標とそれを隠す育種目標の設計と開発を結び付けることができます。^[9]また、遺伝子と環境の相互作用の文脈で、システム生物学とフェノミクスのさまざまなレベル間の知識のギャップを埋める能力もあります。^[10]

環境が生物に及ぼす影響にはプラスとマイナスの両方があるが、病気を論じる際にはマイナスの影響が強調されることが多い。マクドウォールが提唱する環境による健康被害の類型は、自然物理化学的、人為的物理化学的、生物/有機的、自然または人為的、マクロ社会的、ミクロ社会的または心理社会的である。^[3]環境を分類する1つのアプローチは、心血管疾患などの疾患特有の因果関係に基づいて要因を整理することである^[11]

環境ハザードの時間スケールは、分類のもう1つの可能な次元です。環境ハザードは、突然の変化（災害など）、急速な環境変化、またはゆっくりとした変化や静的な状況であると言われています。^[3]双子研究では、環境の影響は、双子に共通する共有環境要因と、双子間で異なる非共有環境要因に分解されることがよくあります。^[12]

植物において、環境学という用語は、おそらくXu ^[13]がEnvirotypingに関する象徴的な論文で初めて科学的に言及し、Resende et al. ^[14]が包括的に説明したもので、環境要因のデータベースを量的遺伝学に統合する応用データサイエンスの分野です。^{[7]そして、それは、システム生物学の異なるレベル（}遺伝子、転写産物、タンパク質、代謝物）にわたって環境がどのように作用するかについてのギャップを埋めることができる重要な植物生態生理学の知識を活用することができます。その結果、多様な生育条件下で主要な農業形質の表現型の可塑性をよりよく理解/モデル化する能力を高めることができます。植物育種コミュニティは、フィールド試験に設置する環境センサー（気象ステーションなど）の取得コストが削減されるとともに、リモートセンシング技術の信頼性と解像度が向上しました。^[6]これら2つの要因の組み合わせにより、近年、環境学を活用した育種の春が始まりました。最近、Costa-Neto et al. ^[7]は、適応類型論を用いて生の環境データを処理して環境多様性の信頼性の高い記述子を生成する環境支援ゲノム予測の概念を導入しました。このデータはその後、主に農業や林業の改良における分子育種プロトコルを含む正確なGxE予測モデルの訓練に使用されます。

表現型の可塑性、すなわち生物が内部および外部の環境要因に応じて異なる形質を発現する能力は、遺伝的要因と環境的要因の両方の影響を受けます。遺伝学的アプローチが遺伝子マーカーに基づいてパフォーマンスを識別および予測するために使用されてきたのと同様に、環境要因の表現型の可塑性への寄与を体系的に分析および予測することができます。^[15]情報に基づく検索による重要な環境回帰分析（CERIS ^{[16] [17] [18] [19] ）は、} QTL / GWAS分析がゲノム全体のマーカーから主要な遺伝子を識別するのと同様に、シーズン全体の環境変異を使用してパフォーマンスに寄与する主要な明示的な環境条件を特定します。環境予測は、シーズン全体の環境変異の分析に基づいて、新しい成長条件下での生物のパフォーマンスを予測するために使用できます。これは、ゲノム予測が新しい遺伝子型のパフォーマンスを予測するために使用される方法に似ています。

生物に対する環境の影響は、その遺伝子構成、すなわちゲノムによって潜在的に調整される可能性がある。遺伝子と環境が相互作用する主な2つの方法は、遺伝子型と環境の相関と相互作用である。^[12]遺伝子型と環境の相関は、例えば、子供が両親から遺伝子を受け継ぎ、両親の影響下で生活することによって生じる。^[12] 遺伝疫学の文脈では、相互作用とは、遺伝子と環境の両方が、効果の単純な加法モデルから逸脱した因果関係で関与することを指す。^[3]遺伝子型と環境の相互作用の例としては、APOEアレルを持つ人が頭部外傷後にアルツハイマー病を発症するリスクが増加することがあげられる。^[20]${\displaystyle \epsilon 4}$

一部の研究者は、環境論を、心理的行動を説明する上ですでに確立されている自然と環境の二分法における養育要素の改名と見なしている。 ^[3]スティーブン・ローズは、精神医学においては、ゲノムと環境論の二分法を完全に放棄し、人の人生の過程を統合的に捉えるべきだと主張している。^[21]

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