遺伝子マーカーとは何ですか？ それはなんのためですか？

識別に役立つ新しい遺伝子マーカーの発見 したがって、複数の病気をよりよく予防することができます。

これらのマーカーは、特定の遺伝子変異を、多数の疾患の出現および発症のリスクと関連付けるために使用されます。 遺伝性疾患. この種の疾患や他の多くの疾患に関する知識を深めるには、新しいゲノム配列決定技術の使用が不可欠です。

この記事では、遺伝子マーカーとは何か、存在するマーカーの種類、それらがどのように検出されるかについて説明します さまざまな遺伝的バリアントと、シーケンスで使用される主な手法は何ですか ゲノミクス。

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遺伝子マーカーとは何ですか？

遺伝子マーカーは DNA 特定の染色体上の既知の位置 (遺伝子座) に位置します。 通常、これらのマーカーは特定の疾患の表現型に関連付けられており、特定の個人や集団におけるさまざまな遺伝的変異を識別するのに非常に役立ちます。

DNA ベースの遺伝子マーカーの技術は、遺伝学の世界に革命をもたらしました。 遺伝子グループ内の特定の DNA 配列に対する遺伝子の異なる遺伝子型または対立遺伝子間の、同じ種の個体間の大きな変動性。

疾患発生の可能性が高いマーカーは、診断ツールとして最も有用です。. マーカーは、疾患の発症に直接寄与する遺伝子の発現または機能を変更するなど、機能的な結果をもたらす可能性があります。 逆に、機能的な影響はないかもしれませんが、バリアントの近くにあるかもしれません 機能的であるため、マーカーとバリアントの両方が集団内で一緒に継承される傾向があります 全般的。

DNA 変異は、代謝特性や代謝特性に変化をもたらさない場合、「中立」に分類されます。 表現型（観察可能な形質）、およびそれらが進化の圧力（正、負、または バランサー); それ以外の場合、バリエーションは機能的と呼ばれます。

DNA 配列の主要なヌクレオチドの変異は、タンパク質のアミノ酸組成を変化させ、新しい機能的変異体をもたらす可能性があります。 前記変異体は、元の配列と比較して代謝効率が高くても低くてもよい。 機能が完全に失われたり、新しい機能が追加されたりする可能性があります。

多型検出方法

多型は、同じ種の個体間の DNA 配列の遺伝的変異として定義されます。. これらは、DNA のコード領域に見られる場合、表現型に影響を与える可能性があります。

これらの多型を検出するには、主に 2 つの方法があります。サザン法、核酸ハイブリダイゼーション技術。 ポリメラーゼ連鎖反応 PCR 技術は、DNA 材料の特定の小さな領域を増幅することを可能にします。

これら 2 つの方法を使用して、DNA サンプルの遺伝的変異と DNA 配列の特定の領域の多型を特定できます。 しかし、実施された研究は、より複雑な疾患の場合、より困難であることを示しています。 これらの遺伝子マーカーは通常多遺伝子性であるため、つまり、複数の欠陥によって引き起こされるため、これらの遺伝子マーカーを特定します 遺伝子。

遺伝子マーカーの種類

分子マーカーには主に 2 つのタイプがあります。s: 間接的なDNA分析によって行われる転写後翻訳のもの。 転写前翻訳型のものは、DNAレベルで多型を直接検出することを可能にします。これについては以下で説明します。

1. RFLP マーカー

RFLP (制限断片長多型) 遺伝子マーカー エンドヌクレアーゼを制限酵素で切断することにより、DNAの抽出と断片化の後に得られる.

次いで、得られた制限断片をゲル電気泳動を使用して分析する。 それらは、ゲノム マッピングおよび多遺伝子性疾患の分析における基本的なツールです。

2. AFLPマーカー

これらのマーカーは両アレル性で優性です。. 多くの遺伝子座での変異 (複数遺伝子座の命名) を同時にソートして、単一の変異を検出できます。 特定の突然変異が機能遺伝子に頻繁に存在する可能性がある、未知のゲノム領域からのヌクレオチド 不定。

3. マイクロサテライト

マイクロサテライトは、遺伝子特性解析研究で最も人気のある遺伝子マーカーです. その高い突然変異率と共優性の性質により、内外の遺伝的多様性を推定することができます。 異なる品種間、および品種間の遺伝的混合、たとえそれらが密接であっても 関連している。

4. ミトコンドリア DNA マーカー

これらのマーカー 種または亜種間の交配を迅速に検出する方法を提供する.

ミトコンドリア DNA の特定の配列または制御領域における多型は、その同定に大きく貢献してきました。 家畜種の祖先、遺伝的多様性の地理的パターンの確立、および繁殖行動の理解。 家畜化。

5. RAPDマーカー

これらのマーカーは、ポリメラーゼ連鎖反応または PCR 技術に基づいています。 RAPD によって得られたフラグメントは、異なるランダム領域で増幅されます。

その有用性は、使いやすい手法であり、多くの多型を迅速かつ同時に区別できるという事実にあります。 これは、遺伝的多様性の分析およびクローン系統の改良と分化に使用されています。

ゲノム配列決定技術

存在する病気の多くは遺伝的基盤を持っています。 原因は通常、疾患の原因となる、または少なくとも疾患の発症リスクを高める 1 つまたは複数の変異の出現によって決定されます。

これらの突然変異を検出するための最も一般的な手法の 1 つで、最近まで使用されてきたのは、遺伝的関連研究です。これには、特定の疾患に関与していると疑われる遺伝子の 1 つまたはグループの DNA の配列が含まれます。

遺伝的関連研究では、原因となる遺伝子を見つけるために、保因者と健康な人の遺伝子の DNA 配列を調べます。 これらの研究は、突然変異の検出の可能性を高めるために、同じ家族のメンバーを含めることを試みました。 ただし、このタイプの研究では、単一の遺伝子に関連する突然変異を特定することしかできず、これには限界があります。

近年、これらを克服することを可能にした新しい配列決定技術が発見されました。 これは、次世代シーケンシング (NGS) 技術として知られています。 英語）。 これらにより、より少ない時間 (およびより少ない費用) でゲノムのシーケンスを行うことができます。 その結果、いわゆるGenome-Wide Association StudiesまたはGWAS（Genome-Wide Association Studies）が現在実施されています。

GWAS を使用したゲノム配列決定により、ゲノムに存在するすべての変異を調べることができます、特定の病気の原因となる遺伝子を見つける可能性が指数関数的に増加します。 これにより、世界中の研究者が多数の疾患のリスクバリアントを含む染色体マップを共有する国際コンソーシアムが創設されました。

ただし、GWAS には、遺伝的リスクや家族性リスクを完全に説明できないなどの制限がないわけではありません。 一般的な疾患の、まれな遺伝的変異を評価することの難しさ、またはほとんどの場合に得られる小さな効果サイズ。 研究。 今後数年間で改善しなければならない問題のある側面は間違いありません。

参考文献:

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