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» 2018年10月15日 15時00分 公開

医療技術ニュース:メンデルの法則では説明できない不思議な遺伝を解明、メスにだけ症状が出る疾患で

産業技術総合研究所は、雌だけに症状が現れる疾患が「X染色体の不活性化」の異常により起こること、X染色体の不活性化にFtx long non-coding RNAが働くことを明らかにした。

[MONOist]

 産業技術総合研究所(産総研)は2018年9月26日、雌だけに症状が現れる疾患が、DNAの変化を伴わない遺伝子発現調節である「X染色体の不活性化」の異常により起こること、X染色体の不活性化にFtx long non-coding RNAが働くことを明らかにしたと発表した。産総研創薬分子プロファイリング研究センター 主任研究員の小林慎氏が、東京医科歯科大学難治疾患研究所と共同で研究した。

 哺乳類では、雌の2本のX染色体のうち1本でほぼ全遺伝子の発現が止まり、染色体全体が不活性化されるため、実際に働くX染色体の数が雄と雌で同じになる。この仕組みが破綻すると、2本のX染色体が活性化し、胎仔は死亡する。このメカニズムには未解明な点が多く、同研究グループはこれまで、不活性化の制御機構を理解するために、不活性化制御因子の候補を複数報告してきた。

 今回は、これまでに報告した不活性化制御因子の候補の1つであるFtx long non-coding RNA(lncRNA)の個体での機能を明らかにするため、Ftxを人為的に欠損させたノックアウト(KO)マウスを作製した。Ftx KOマウスは不活性化異常のマウスとは異なり、生まれてくるが眼に異常が見られることを発見。また、一般にメンデルの遺伝の法則では、FtxのようなX染色体上の遺伝子に変異が起きた場合、それが顕性(優性)、潜性(劣性)遺伝に関わらず、雌より雄が明らかな異常を示すが、Ftx KOマウスでは雌にだけ異常が現れた。

 胎仔期を観察したところ、異常が現れたKOマウスの眼球は発生の途中で異常を示し、ヒト疾患の小(無)眼球症に酷似することが分かった。さらに、RNA-FISHを用いて解析したところ、Ftx KOマウスの細胞核では、不活性化されたX染色体から、不活化を逃れた遺伝子のシグナルが検出された。このような不活性化の異常によって発現する遺伝子の数は、個体ごとに異なり、眼の異常の有無と相関があった。さらに不活性化の制御因子として報告のあるXist lncRNAの発現量とも相関があった。

 これらのことから、Ftxが欠損すると不活性化制御に異常が起こり、結果として雌でだけ疾患が起こるという新たな仕組みを解明。今回の成果はヒト疾患にも応用でき、X連鎖遺伝で女性の方が重篤になる疾患を、X染色体の不活性化異常で説明できるようになる可能性があるという。今後、これまで解明が難しかったヒト疾患の病因解明や、エピジェネティクス制御の分子メカニズムの理解につながると期待される。

photo Ftx KOマウスと野生型の比較 出典:産業技術総合研究所
photo Ftx KOマウスが示す眼の異常の遺伝パターン(家系図) 出典:産業技術総合研究所
photo Ftx KOマウスが示すX染色体不活性化の異常 出典:産業技術総合研究所

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