染色体転座

遺伝学では、染色体転座は染色体の異常な再配置をもたらす現象です。これには均衡転座と不均衡転座があり、主に相互転座とロバートソン転座の2 つのタイプがあります。相互転座は、非相同染色体間での部品の交換によって引き起こされる染色体異常です。2 つの異なる染色体の 2 つの分離した断片が入れ替わります。ロバートソン転座は、2 つの非相同染色体が結合したときに発生します。つまり、2 つの健康な染色体ペアがある場合、各ペアの 1 つが「くっついて」均一に混ざり合うことを意味します。^[1]

遺伝子融合は、転座によって本来分離している2つの遺伝子が結合したときに発生することがあります。これは、影響を受けた細胞の細胞遺伝学または核型で検出されます。転座は、均衡型（余分な遺伝子情報や欠落がなく、理想的には完全な機能性を持つ物質の交換が均等）または不均衡型（染色体物質の交換が不均等で、余分な遺伝子や欠落した遺伝子が生じる）の場合があります。^[1]^[2]

相互転座

相互転座は通常、非相同染色体間の物質の交換であり、491出生中約1人に発生する。^[3]このような転座は、遺伝物質の増減をもたらさないため通常は無害であるが、出生前診断で検出される可能性がある。しかし、均衡型相互転座の保因者は、減数分裂の染色体分離中に不均衡な染色体転座を持つ配偶子を作り出す可能性がある。これは不妊、流産、または異常のある子供につながる可能性がある。転座を抱えている可能性のある家族には、遺伝カウンセリングと遺伝子検査がしばしば提供される。均衡型転座保因者のほとんどは健康で、何の症状もない。

減数分裂（配偶子形成中）のエラーにより生殖細胞で起こる染色体転座と、有糸分裂のエラーにより体細胞で起こる染色体転座を区別することが重要です。前者の場合、転座キャリアの場合のように、子孫のすべての細胞に染色体異常が現れます。一方、体細胞転座の場合、フィラデルフィア染色体転座を伴う慢性骨髄性白血病の場合のように、影響を受けた細胞とその祖先にのみ異常が現れます。

非相互転座

非相互転座は、ある染色体から別の非相同染色体への遺伝子の一方向の移動を伴う。^[4]

ロバートソン転座

ロバートソン転座は、2本の末端動原体染色体のセントロメアまたはその付近での切断によって引き起こされる転座の一種です。相互の部品交換により、1本の大きな中間動原体染色体と、遺伝子が少ないため生物から失われてもほとんど影響がない可能性のある1本の非常に小さな染色体が生成されます。結果として、ヒトの核型には2本の染色体が融合しているため、45本の染色体しか残りません。^[5] 末端動原体の短腕にある遺伝子はすべてに共通であり、さまざまなコピー数で存在するため（核小体形成遺伝子）、これは表現型に直接影響しません。

ロバートソン転座は、末端動原体染色体のあらゆる組み合わせで確認されています。ヒトで最も一般的な転座は、13番染色体と14番染色体で、新生児1000人中約0.97人に見られます。^[6]ロバートソン転座の保因者は表現型の異常とは関連がありませんが、不均衡な配偶子が生じて流産や異常な子孫が生まれるリスクがあります。たとえば、21番染色体が関与するロバートソン転座の保因者は、ダウン症候群の子供を持つリスクが高くなります。これは「転座ダウン」として知られています。これは配偶子形成中の誤った分離（不分離）によるものです。母親の遺伝リスク（10%）は父親（1%）よりも高くなります。14番染色体が関与するロバートソン転座では、トリソミー救済により片親性14番ダイソミーのリスクもわずかに伴います。

病気における役割

転座によって引き起こされるヒトの疾患には以下のものがあります。

がん: いくつかのがんは、受胎時から存在する転座ではなく、後天的な転座によって引き起こされます。これは主に白血病(急性骨髄性白血病および慢性骨髄性白血病) で報告されています。転座は、ユーイング肉腫などの固形悪性腫瘍でも報告されています。
不妊症: 両親の一方が均衡型転座を有しており、親は無症状だが受胎した胎児は生存できない状態。
ダウン症候群は、少数（5％以下）の症例では、21番染色体の長腕が14番染色体の長腕に転座することで発生します。^[7]

性染色体間の染色体転座は、次のような多くの遺伝的疾患を引き起こす可能性がある。

XX男性症候群： SRY遺伝子がY染色体からX染色体へ転座することで起こる

染色体による

意味

国際ヒト細胞遺伝学命名システム（ISCN）は、染色体間の転座を示すために使用されます。^[9]t(A;B)(p1;q2) という表記は、染色体Aと染色体Bの間の転座を示すために使用されます。2番目の括弧内の情報が指定されている場合、染色体AとBのそれぞれ染色体内の正確な位置を示します。pは染色体の短腕、qは長腕を示し、pまたはqの後の数字は染色体を染色染料で染色したときに見られる領域、バンド、サブバンドを指します。^[10]遺伝子座の定義も参照してください。

転座は、遺伝子をある連鎖群から別の連鎖群に移動するメカニズムです。

ヒト染色体上の転座の例

歴史

1938年、ハーバード大学生物学研究所のカール・サックスは「X線によって誘発される染色体異常」と題する論文を発表し、放射線が染色体転座に影響を及ぼすことで大きな遺伝的変化を誘発できることを実証した。この論文は放射線細胞学の分野の始まりを示すものと考えられており、サックスは「放射線細胞学の父」と呼ばれるようになった。

DNA二本鎖切断の修復

転座の形成を開始するイベントは、一般的に染色体DNAの二重鎖切断です。^[16] 染色体転座の生成に主要な役割を果たすDNA修復の一種は、非相同末端結合経路です。^[16]^{[17]この経路が適切に機能すると、元々切断された末端を再接続することでDNA二重鎖切断を修復しますが、不適切に機能すると末端を誤って結合し、転座を含むゲノム再編成を引き起こす可能性があります。切断された末端の不法な結合が発生するためには、交換パートナーのDNAが3D}ゲノム内で互いに物理的に近接している必要があります。^[18]

参照

参考文献

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外部リンク

ウィキメディア・コモンズの染色体転座に関連するメディア

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