偽常染色体領域

偽常染色体領域（ぎじょうせんしょくたいりょういき、英: pseudoautosomal region、略称: PAR）は、X染色体とY染色体の間で配列が相同な領域であり、PAR1、PAR2と呼ばれる2つの領域が存在する[1]。

ヒトの中期スプレッド。X染色体（左）とY染色体（右上）の短腕の偽常染色体領域が蛍光in situハイブリダイゼーション（緑）によって検出されている。染色体は赤色で対比染色されている。

偽常染色体領域という名称は、この領域の遺伝子（これまでヒトでは少なくとも29遺伝子が見つかっている[2]）が常染色体上の遺伝子のような遺伝パターンを示すことに由来する。PAR1はヒトや類人猿のX染色体とY染色体の短腕の先端2.6 Mbpの領域、PAR2は長腕の先端320 kbpの領域である（X染色体の全長は155 Mbp、Y染色体は59 Mbp）[3]。

位置
偽常染色体領域は性染色体の両末端に位置する。

GRCh38によるPARの位置を示す[4]。

名称染色体塩基対開始塩基対終了バンド[5]
PAR1X10,0012,781,479Xp22
Y10,0012,781,479Yp11
PAR2X155,701,383156,030,895Xq28
Y56,887,90357,217,415Yq12

遺伝と機能

正常なオスの哺乳類では、PAR内の遺伝子はX染色体のPARに1コピー、Y染色体のPARに1コピーの計2コピー存在する。また正常なメスも2本のX染色体に1コピーずつの計2コピー持つ。通常、X染色体とY染色体の間の乗換えはPARに限定されている。そのため、PAR内の遺伝子は性染色体連鎖型ではなく常染色体型の遺伝パターンを示す。そのため、もともと父親のY染色体に存在していたアレルをメスが受け継ぐこともある。

こうしたPARの機能は、オスの減数分裂時にX染色体とY染色体が対合し、正しい分離を可能にしている[6]。

遺伝子
PAR1には16遺伝子が含まれ、PLCXD1が最もテロメア側末端に近く、XGがセントロメア側末端の境界部に位置する。PAR2には3遺伝子が含まれ、SPRY3がセントロメア側末端の境界に位置し、IL9Rがテロメア側の末端に位置する[7]。

偽常染色体領域はPAR1、PAR2という2つの異なる位置に存在し、これらはそれぞれ独立に進化したと考えられている[8]。

PAR1

PAR1内の遺伝子には次のようなものがある[9]。

  • AKAP17A
  • ASMT
  • ASMTL
  • CD99
  • CRLF2
  • CSF2RA
  • DHRSX
  • GTPBP6
  • IL3RA
  • P2RY8
  • PLCXD1
  • PPP2R3B
  • SHOX
  • SLC25A6
  • XG（PAR1の境界にまたがって位置している）
  • ZBED1

マウスでは、PAR1の遺伝子の一部は常染色体に移動している[10]。

PAR2

PAR2内の遺伝子には次のようなものがある[11]。

  • IL9R
  • SPRY3
  • VAMP7（SYBL1）
  • CXYorf1 - FAM39Aとしても知られ、現在では偽遺伝子WASH6Pにマッピングされているが[12]、テロメアに近接しているため研究対象となっている[6]。

病理

X染色体とY染色体の対合（シナプシス）とPAR間での乗換えは、男性の減数分裂の正常な進行に必要であるようである[13]。そのため、X-Y染色体間での組換えが起こらなかった細胞では、減数分裂が完了しない。X、Y染色体のPARの構造的・遺伝的非類似性は対合や組換えを阻害し、男性不妊の原因となる。

PAR1領域のSHOX遺伝子は、ヒトの疾患と最もよく関係しており、理解が進んでいる[14]。PARの全ての遺伝子はX染色体の不活性化を回避し、そのため性染色体異数性疾患（45,X、47,XXX、47,XXY、47,XYYなど）における遺伝子量効果の候補遺伝子となっている。また、PARの欠失もレリーワイル症候群[15]やマーデルング変形と関係している。

出典
  1. Mangs, Helena; Morris BJ (2007). “The Human Pseudoautosomal Region (PAR): Origin, Function and Future.”. Current Genomics 8 (2): 129–136. doi:10.2174/138920207780368141. PMC 2435358. PMID 18660847. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2435358/.
  2. “The pseudoautosomal regions, SHOX and disease”. Curr Opin Genet Dev 16 (3): 233–9. (2006). doi:10.1016/j.gde.2006.04.004. PMID 16650979.
  3. “The Human Pseudoautosomal Region (PAR): Origin, Function and Future”. Curr. Genomics 8 (2): 129–36. (April 2007). doi:10.2174/138920207780368141. PMC 2435358. PMID 18660847. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2435358/.
  4. Genome Reference Consortium (2017年1月6日). “Human genome overview GRCh38.p10”. 2017年5月10日閲覧。
  5. “Pseudoautosomal regions Gene Family”. HUGO Gene Nomenclature Committee. 2017年5月11日閲覧。
  6. “Differentially regulated and evolved genes in the fully sequenced Xq/Yq pseudoautosomal region”. Hum. Mol. Genet. 9 (3): 395–401. (February 2000). doi:10.1093/hmg/9.3.395. PMID 10655549.
  7. “Sex chromosome loss and the pseudoautosomal region genes in hematological malignancies”. Oncotarget 7 (44): 72356–72372. (2016). doi:10.18632/oncotarget.12050. PMC 5342167. PMID 27655702. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5342167/.
  8. “Complex events in the evolution of the human pseudoautosomal region 2 (PAR2)”. Genome Res. 13 (2): 281–6. (February 2003). doi:10.1101/gr.390503. PMC 420362. PMID 12566406. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC420362/.
  9. “Pseudoautosomal region 1 (PAR1) Gene Family”. HUGO Gene Nomenclature Committee. 2017年5月12日閲覧。
  10. “The SWI/SNF protein ATRX co-regulates pseudoautosomal genes that have translocated to autosomes in the mouse genome”. BMC Genomics 9: 468. (2008). doi:10.1186/1471-2164-9-468. PMC 2577121. PMID 18842153. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2577121/.
  11. “Pseudoautosomal region 2 (PAR2) Gene group”. HUGO Gene Nomenclature Committee. 2019年8月30日閲覧。
  12. “WASH6P”. HUGO Gene Nomenclature Committee. 2019年8月30日閲覧。
  13. Eichner, E.M. (February 1991). “The mouse Y* chromosome involves a complex rearrangement including interstitial positioning of the Y-pseudoautosomal region”. Cytogenetics and Cell Genetics 57 (4): 221–230. doi:10.1159/000133152. PMID 1743079.
  14. “The pseudoautosomal regions, SHOX and disease”. Curr. Opin. Genet. Dev. 16 (3): 233–9. (June 2006). doi:10.1016/j.gde.2006.04.004. PMID 16650979.
  15. “A novel class of Pseudoautosomal region 1 deletions downstream of SHOX is associated with Leri-Weill dyschondrosteosis”. Am. J. Hum. Genet. 77 (4): 533–44. (October 2005). doi:10.1086/449313. PMC 1275603. PMID 16175500. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1275603/.

関連項目
  • インターロイキン-3受容体
  • インターロイキン-9受容体

外部リンク
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