遺伝子発現における親由来効果

親由来効果は、遺伝子座の表現型が、その対立遺伝子が母親と父親のどちらから遺伝したかによって異なる場合に生じます。これらの効果はゲノムインプリンティングの観察可能な結果です。インプリントされた遺伝子は片方の親の対立遺伝子からのみ発現するため、同じ変化であっても、どちらの親がそれを伝達したかによって、非常に異なる結果をもたらす可能性があります。

Definition

親由来効果とは、インプリントされた遺伝子が片方の親の対立遺伝子からのみ発現するため、特定の対立遺伝子または染色体領域が母親と父親のどちらから遺伝したかによって、遺伝子発現または表現型に違いが生じることです。

Scope

このトピックでは、親由来効果とは何か、それがモノアレル性インプリント発現からどのように生じるか、家系図における遺伝パターン、および遺伝子座の親由来が読み取られるメカニズムについて説明します。現象を概念的に捉えており、特定の臨床症候群についてはインプリンティング障害のトピックで扱われます。

Core questions

• 対立遺伝子の効果が、それが由来する親に依存するのはなぜですか？
• 親由来効果は、家族の遺伝パターンにどのように現れますか？
• 同じ欠失が、母方染色体と父方染色体で異なる疾患を引き起こすのはなぜですか？
• 領域の親由来は、分子レベルでどのように認識されますか？

Key concepts

• モノアレル性、親依存性発現
• 母方発現対父方発現対立遺伝子
• 伝達する親に依存する遺伝パターン
• 1つのゲノム領域からの相反する表現型
• 親由来の不均衡の原因としての片親性ダイソミー
• 世代間のインプリントの生殖細胞系列リセット

Key theories

親子の対立（血縁）理論

子孫の資源利用をめぐる母方および父方由来の対立遺伝子間の進化的な綱引きは、両親のゲノムの相反する成長効果を予測し、多くの親由来現象の枠組みを提供します。

Mechanisms

親由来効果は、インプリンティングの表現型的な読み出しです。インプリントされた遺伝子は、片方の親の対立遺伝子ではサイレンシングされ、もう一方では活性であるため、機能的なコピーは特定の親から供給されます。活性な親のコピーに影響を与える突然変異や欠失は顕在化しますが、サイレントなコピーにおける同じ病変はほとんど影響を及ぼさない可能性があります。親由来は、母方および父方の対立遺伝子を異なる方法でマークし、発生を通じて維持される生殖細胞系列で設定された差次的メチル化領域によって符号化されます。片親性ダイソミーのように、インプリントされた領域の両方のコピーが片方の親から供給される場合、母方および父方から発現する遺伝子の正常なバランスが乱され、配列変異がなくても親由来表現型が生じます。家系図では、これは母親から伝達された場合にのみ、または父親から伝達された場合にのみ現れる症状として現れます。

Clinical relevance

親由来効果は、伝達する親が子供が罹患するかどうかを決定する理由、および同じ染色体領域の欠失が親由来に応じて異なる症候群を引き起こす理由を説明します。このトピックは、遺伝カウンセリングの文脈における遺伝に関する推論を概念レベルでサポートします。これは記述的なものであり、個々の診断や治療の根拠となるものではありません。

History

親由来効果は、1980年代の核移植および前核移植実験により、母方および父方のゲノムが発達に非等価的に寄与することが示されたことで認識されました。1991年にマウスのIgf2遺伝子が父方の対立遺伝子からのみ発現することが実証されたことで具体的な分子基盤が提供され、親子の対立理論は、両親のゲノムの相反する効果に対する進化的説明を提供しました。

Key figures

• David Haig
• Wolf Reik
• Anne Ferguson-Smith
• Azim Surani

Seminal works

• dechiara-1991
• reik-walter-2001
• peters-2014

Frequently asked questions

対立遺伝子がどちらの親から来たかが重要であるのはなぜですか？

インプリントされた遺伝子の場合、片方の親のコピーのみが活性です。活性なコピーが特定の親から遺伝したものである場合、そのコピーの変化はその効果を示しますが、サイレントなコピーにおける同じ変化はそうではない可能性があるため、親由来が結果を決定します。

突然変異がなくても親由来効果は起こりえますか？

はい。子供がインプリントされた領域の両方のコピーを片方の親から遺伝した場合（片親性ダイソミー）、活性な母方および父方遺伝子の正常なバランスが乱され、DNA配列が正常であっても親由来表現型を引き起こす可能性があります。