姉妹染色分体交換

姉妹染色分体交換( SCE ) は、2 つの同一の姉妹染色分体間での遺伝物質の交換です。

これは、有糸分裂後期前の姉妹染色分体複合体に属する1 つの染色分体にギムザ染色法を使用することで初めて発見されました。染色により、染色されなかった姉妹染色分体に移行するセグメントがいくつかあることが明らかになりました。ギムザ染色は、目的の染色分体に導入されたブロモデオキシウリジン類似塩基の存在により染色が可能になりました。

SCE の理由は不明ですが、多くの製品の変異原性試験に必要とされ、使用されています。1 回の有糸分裂あたり染色体対あたりの姉妹染色分体交換が 4 ～ 5 回であれば正常分布ですが、14 ～ 100 回の場合は正常ではなく、生物に危険をもたらします。SCE はブルーム症候群などの病理で上昇し、細胞の種類に応じて組換え率が正常の約 10 ～ 100 倍になります。^[1]^{[2]頻繁な SCE は}腫瘍の形成にも関係している可能性があります。

姉妹染色分体交換はB51（+）ベーチェット病でもより頻繁に観察されている。^[3]

有糸分裂

出芽酵母サッカロミセス・セレビシエにおける有糸分裂組換えは、主に栄養成長中に起こる自然発生的または誘発された損傷に反応するDNA修復プロセスの結果である。 ^[4] } （BernsteinとBernstein、pp 220-221 ^{[5]でもレビューされている）。酵母細胞が}相同組換えによって損傷を修復するためには、同じ核内に、修復される領域と配列相同性を持つ2つ目のDNA分子が存在しなければならない。細胞周期のG1期にある二倍体細胞では、そのような分子は相同染色体の形で存在する。しかし、細胞周期のG2期（DNA複製後）では、2つ目の相同DNA分子である姉妹染色分体も存在する。証拠によれば、姉妹染色分体は特別な近接関係を共有しているため、組換え修復の基質として遠位相同染色分体よりも好まれるだけでなく、相同染色分体よりも多くのDNA損傷を修復する能力があることが示されています。^[6]

減数分裂

自然集団の二倍体生物のゲノムは、挿入と欠失に関して高度に多型性である。減数分裂中、このような多型領域内に形成される二本鎖切断（DSB）は、相同染色体間交換ではなく、姉妹染色分体間交換によって修復されなければならない。出芽酵母の減数分裂中の組み換えに関する分子レベルの研究では、非姉妹相同染色体に対応する配列を欠く領域でDSBによって開始された組み換えイベントは、姉妹染色分体間組み換えによって効率的に修復されることが示された。^[7] この組み換えは相同体間組み換えと同じタイミングで起こるが、ホリデイジャンクション結合分子の収量は減少（2～3倍）する。この研究と他の生物（例えばピーコック^[8]）からの類似の証拠は、姉妹間組み換えが減数分裂中に頻繁に起こり、すべての組み換えイベントの最大3分の1が姉妹染色分体間で起こることを示しているが、主にホリデイジャンクション中間体を伴わない経路によるものである。^[7]

線虫Caenorhabditis elegansの卵形成中、姉妹染色分体、または同じDNA分子でさえも、交差組換えと非交差組換えの両方において減数分裂修復テンプレートとして機能することができる。^[9]非交差イベントは、最も頻繁に起こる組換えの結果である。減数分裂前期Iを通じて誘発されるDNA二本鎖切断の場合、姉妹染色分体または染色分体内基質が組換え修復パートナーとして利用可能である。^[9]

参照

参考文献

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外部リンク

米国国立医学図書館医学件名表(MeSH)における姉妹染色分体交換

[1] Langlois, RG; Bigbee, WL; Jensen, RH; German, J. (1989年1月). 「ブルーム症候群における生体内突然変異および体細胞組換えの増加の証拠」Proc Natl Acad Sci USA . 86 (2): 670–4. Bibcode :1989PNAS...86..670L. doi : 10.1073/pnas.86.2.670 . PMC 286535 . PMID 2911598.

[2] 楠陽一郎;林友則；平井裕子;釧路、純一。たつみ、こういち;栗原隆之；ズガル、モハメッド。カムン、モハメド R.武部、ヒラク。ジェフリーズ、アレック。中村憲;秋山美敏（1994年6月）「HLA-A 遺伝子座でのフローサイトメトリーアッセイを使用した、ブルーム症候群患者の T リンパ球における自発的有糸分裂組換え率の増加」。日本癌研究所85 (6): 610–8。土井：10.1111/j.1349-7006.1994.tb02403.x。PMC 5919530。PMID 8063614。

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