対立遺伝子頻度と遺伝子型頻度

対立遺伝子頻度とは、集団内の遺伝子座における全対立遺伝子のうち、特定の対立遺伝子が占める割合であり、遺伝子型頻度とは、特定の対立遺伝子の組み合わせを持つ個体の割合である。これら2つの量は、集団の遺伝的構成の基本的な記述的尺度であり、あらゆる進化的要因が作用する変数である。

Definition

対立遺伝子頻度とは、集団内の遺伝子座における全コピーのうち、特定の対立遺伝子の相対的な割合であり、遺伝子型頻度とは、その遺伝子座において特定の遺伝子型を持つ集団内の個体の割合である。

Scope

本項目では、これら2つの頻度測定値を定義し、遺伝子型データからそれぞれがどのように数えられるかを示し、無作為交配下での両者の関係を説明する。また、対立遺伝子頻度データがどのように集団参照データベースに整理されているかについても述べる。これは概念的および方法論的なトピックであり、臨床的ガイダンスではない。

Core questions

• 観察された遺伝子型数から対立遺伝子頻度はどのように数えられるか？
• 無作為交配下で対立遺伝子頻度と遺伝子型頻度はどのように関連しているか？
• 集団参照データベースは対立遺伝子頻度をどのように報告しているか、またなぜ集団間で異なるのか？

Key concepts

• 対立遺伝子頻度
• 遺伝子型頻度
• 遺伝子型からの対立遺伝子計数
• マイナー対立遺伝子頻度
• 多型と稀な変異
• 集団特異的参照頻度

Mechanisms

対立遺伝子頻度は、サンプリングされた全個体における対立遺伝子のコピー数を数え、総コピー数で割ることによって得られる。2対立遺伝子座の場合、2つの対立遺伝子頻度の合計は1となる。遺伝子型頻度は、個体間の各遺伝子型の割合である。無作為交配下では、これら2組の数値はハーディー・ワインバーグの法則によって関連付けられており、遺伝子型頻度は対立遺伝子頻度から予測でき、サンプルの対立遺伝子頻度はその遺伝子型数から回復できる。進化的要因は、これらの頻度を変化させることによって、集団の構成を正確に変化させる。

Clinical relevance

集団の対立遺伝子頻度は、遺伝子変異を解釈する上で中心的である。一致する参照集団で一般的な変異は、一般的に稀な疾患の原因である可能性が低く、キャリア頻度の推定値は対立遺伝子頻度から直接導き出される。これらの尺度は、バリエーションがどのようにカタログ化され、証拠として評価されるかを記述するものであり、それ自体が個人の診断や治療の根拠となるものではない。

Epidemiology

対立遺伝子頻度は、その人口統計学的歴史の結果としてヒト集団間で異なるため、1000 Genomes Projectのような大規模なカタログでは、バリエーションの集団に合わせた解釈をサポートするために、集団別に層別化された頻度が報告されている。

Evidence & guidelines

1000 Genomes Projectのような集団参照リソースは、多くの集団にわたる対立遺伝子頻度データを提供しており、遺伝子変異の希少性を評価するためのベースラインとして広く使用されている。

History

対立遺伝子と遺伝子型の計数は、20世紀初頭にメンデル遺伝が個体群の観点から枠付けされて初めて意味を持つようになった。ハーディー・ワインバーグの原理は、遺伝子型頻度が対立遺伝子頻度とどのように関連するかを明確にし、その後の分子マーカーの開発、そして最終的には大規模なシーケンシングコンソーシアムの発展により、対立遺伝子頻度の推定は日常的な集団規模の測定となった。

Key figures

• G. H. Hardy
• Wilhelm Weinberg
• Sewall Wright

Seminal works

• hardy-1908
• 1000genomes-2015

Frequently asked questions

対立遺伝子頻度と遺伝子型頻度の違いは何ですか？

対立遺伝子頻度は、遺伝子座における全対立遺伝子に対する特定の対立遺伝子のコピー数を数えるのに対し、遺伝子型頻度は、特定の対立遺伝子の組み合わせを持つ個体数を数えます。無作為交配下では、両者はハーディー・ワインバーグの法則によって関連付けられています。

なぜ対立遺伝子頻度は集団間で異なるのですか？

集団は、創始者効果、ボトルネック、遺伝的浮動、移住、局所的な選択など、異なる人口統計学的歴史を持っているため、ど​​の対立遺伝子が一般的になったり稀になったりするかが形成されます。そのため、参照データベースは集団ごとに頻度を個別に報告しています。