JoVE Core
Molecular Biology
Chapter 13: Genomes and Evolution
13.8:
コピー数バリエーションとSNPの比較
ヒトゲノムのシーケンシングにより、ゲノムのいくつかの秘密が明らかになりました。科学者たちは、集団内に存在する何千ものゲノム変異を特定しています。これらの変異は、単一ヌクレオチドまたはより大きな染色体変異である可能性があります。
コピー数多様体(CNV)は、1kbを超えるDNA配列をカバーする構造変異です。一方、一塩基多型(SNP)は、一塩基の変化または点突然変異であり、人口の1%以上に見られます。CNVとSNPはどちらも、遺伝子スクリーニング研究や血縁解析において非常に価値があります。
CNVには5つの形式があります。1 つ目は削除と呼ばれます。DNAセグメントが失われると、遺伝子または遺伝子のグループのコピー数が減少する可能性があります。2つ目はタンデムデュプリケーションと呼ばれます。ここでは、染色体セグメントのコピーが隣接する領域に挿入されます。3 つ目は、非連続重複と呼ばれます。ここでは、染色体セグメントが複製され、離れた染色体領域または別の染色体に挿入されます。4番目の形式は、Multiallelic CNVと呼ばれます。DNAのセグメントは数回複製し、遺伝子の複数の対立遺伝子を形成します。5番目の形式は複雑な再配置と呼ばれます。ここでは、DNAのセグメントが複製して反転し、同じ染色体または異なる染色体に挿入されます。
一塩基多型またはSNPは、一塩基の改変を伴う別のタイプのゲノム変異です。科学者たちは、ヒトゲノム全体で何千ものSNPを特定し、遺伝性疾患や法医学分析の遺伝子マーカーとして日常的に使用されています。
SNPは、その用途によって4つのタイプに分けられます。アイデンティティテストSNPは、人々を区別し、家族的なつながりから人々を排除するために使用されます。系統情報SNPは、家族分析で行方不明者を特定するのに役立つ密接にリンクされたSNPです。祖先情報SNPは、人の祖先を確立し、それを表現型の特徴と結びつけるのに役立ちます。表現型情報SNPは、肌の色、目の色などの特定の表現型を継承する確率を確立します。
DNAのセグメントの追加や欠失などのゲノム変異は、集団で一般的に観察されます。集団のゲノム変異は、DNAの一塩基の変化または染色体の構造変化によって発生する可能性があります。
コピー数多型またはCNVは、1キロ塩基対を超えるDNAセグメントが関与する構造的変異を定義する包括的な用語です。
関与する染色体セグメントに遺伝子が含まれている場合、CNVは重複と挿入によってその遺伝子のコピー数を増やしたり、欠失によってコピー数を減らしたりして遺伝子型をゼロにすることができます。
したがって、一部の個人は、遺伝子のコピーを2つ以上持っている場合もあれば、コピーがまったくない場合もあります。たとえば、ヨーロッパの遺伝的祖先の一部の人々は、アカゲザルの血液型遺伝子であるRHDの2つのコピーを持っているかもしれませんが、1つだけ持っている人もいれば、まったく持っていない人もいます。
CNVは、機能的な遺伝子コピーの数に依存する表現型に影響を与える可能性があります。でんぷんベースの食事が一般的であるヨーロッパ系アメリカ人およびアジア地域では、デンプン代謝に関与する遺伝子である遺伝子AMY1のコピー数が高くなります。
CNVは、乾癬、パーキンソン病、自閉症や統合失調症などの行動障害など、いくつかの疾患とも関連しています。
CNVは通常、大きなDNA配列のバリエーションをカバーしていますが、一塩基多型またはSNPは、ゲノム全体に見られるランダムな一塩基置換です。
このような塩基置換は1000ヌクレオチドごとに1回発生しますが、すべてがSNPとして適格であるわけではありません。一般に、人口の1%以上に見られるヌクレオチド変異のみがSNPと呼ばれます。
SNPは、糖尿病やがんなど、さまざまな病気を引き起こす可能性があります。例えば、鎌状赤血球貧血の患者では、β-グロビン遺伝子の特定の遺伝子座におけるアデニンからチミンへの一塩基置換が鎌状の赤血球を引き起こす。
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