位置効果の多彩化

位置効果変異（PEV）は、遺伝子の再配置または転位によるヘテロクロマチンとの異常な並置を通じて、一部の細胞で遺伝子のサイレンシングによって引き起こされる変異です。^[1]また、クロマチン構造の変化とも関連しています。^[2]

典型的な例は、ショウジョウバエのw ^m4（white-mottled-4と発音）転座である。この突然変異では、X染色体の逆位により、白色遺伝子がペリセントリックヘテロクロマチン、つまりヘテロクロマチンになる反復配列の隣に位置している。 ^[3]通常、白色遺伝子は成虫のショウジョウバエの目のすべての細胞で発現し、赤目の表現型となる。w[m4]変異体では、目の色が多彩（赤白のモザイク色）で、白色遺伝子は目の一部の細胞で発現し、他の細胞では発現しなかった。この突然変異は、1930年にヘルマン・ミュラーによって初めて記述された。 ^[4] PEVはヘテロクロマチン誘導性の遺伝子不活性化である。^{[5]これと同様の遺伝子サイレンシング現象は、} S. cerevisiaeと S. pombeでも観察されている。^[5]

通常、バリアDNA配列はヘテロクロマチン領域がユークロマチンに広がるのを防ぎますが、特定の染色体再編成を受け継いだハエではバリアDNA配列は存在しません。^[6]

PEVは位置効果である。なぜなら、遺伝子の位置が元の位置からヘテロクロマチン領域の近くまで変化すると、その遺伝子の発現に影響を及ぼすからである。^[7]この効果は、特定の表現型の多様性、すなわち、元の野生型遺伝子が組織の一部の細胞で発現し、他の細胞では発現しないために生じる、異なる色の不規則な斑点の出現であり、^[8]変異したショウジョウバエの目に見られる。

しかし、場合によっては、サイレンシングされた遺伝子の影響が表現型的に目に見えない可能性があります。PEVは、X線照射が突然変異誘発剤として使用された最初の生物の1つであったため、最初にショウジョウバエで観察されました。 ^[1] X線は染色体の再編成を引き起こし、PEVを引き起こす可能性があります。^[1]

数多くのモデルの中で、2つのエピジェネティックモデルが人気があります。1つは、ヘテロクロマチンが再配置ブレークポイントを超えてシス拡散するモデルです。トランス相互作用は、シス拡散モデルが特定の現象を説明できない場合に発生します。 ^[5]

このモデルによれば、ヘテロクロマチンはユークロマチン領域に変化したクロマチン構造を強制する。このため、転写機構は遺伝子にアクセスできず、転写が阻害される。^[5]言い換えれば、ヘテロクロマチンは広がり、通常はユークロマチン領域をパッケージ化することで遺伝子サイレンシングを引き起こす。^[2]しかし、このモデルはPEVのいくつかの側面を説明できない。たとえば、ヘテロクロマチン-ユークロマチン切断点から数メガベース離れた遺伝子で、切断点の再配置により多彩化が誘発される可能性がある。また、多彩表現型の厳格さは、切断点からのヘテロクロマチン領域の距離によって変化する可能性がある。^[5]

これは、トランス相互作用が PEV にとって非常に重要であることを示唆しています。

これらは、異なるヘテロクロマチン領域と間期核内の全体的な染色体構成との間の相互作用である。^[5] PEVによる再編成により、レポーター遺伝子は、必要な転写機構が利用できない核の新しい区画に配置され、その結果、遺伝子がサイレンシングされ、クロマチン構造が変更される。^[2]

これら2つのメカニズムは互いに影響を及ぼし合っています。どちらのメカニズムが表現型に影響を及ぼすかは、ヘテロクロマチンの種類と再構成の複雑さによって異なります。^[5]

mus遺伝子の変異は、染色体の維持と修復に関与しているため、PEV 修飾因子の候補です。切断点付近の染色体構造は、遺伝子不活性化プロセスの重要な決定要因であると思われます。6 つの第 2 染色体mus変異が w ^m4で分離されました。野生型の white 遺伝子のコピーがヘテロクロマチンに隣接して配置されました。採取されたさまざまなmus変異体は、 mus 201 ^D1、mus 205 ^B1、mus 208 ^B1、mus 209 ^B1、mus 210 ^B1、mus 211 ^{B1でした。標準 X 染色体を w m4}に置き換えたストックが構築されました。PEV の抑制は、一般的なmus変異の特徴ではないことが観察されました。ホモ接合mus 209 ^B1でのみ、斑入りが著しく抑制されました。また、ホモ接合の場合、2735とD-1368、およびそのPcna変異のすべてのヘテロアレルの組み合わせはPEVを強く抑制します。^[9]

マウスでは、毛皮の色が多様化することが観察されている。毛皮色の遺伝子を持つ常染色体領域がX染色体に挿入されると、その対立遺伝子の可変的なサイレンシングが見られる。しかし、多様化は、この挿入と元の毛皮色の遺伝子のホモ接合変異を持つメスにのみ観察される。^[1]野生型の対立遺伝子は、ヘテロクロマチン化により不活性化される。^[1]

植物では、PEVはOenothera blandinaで観察されています。真染色質遺伝子のサイレンシングは、遺伝子が新しい異染色質近傍に配置されたときに発生します。^[1]

• フリードライヒ運動失調症

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• フライベース