科学が人間の病気の複雑な遺伝学を解明するのを助けるために、実験用マウスほど多くのことをした動物はいません。しかし、Nature Genetics での本日の発表により、ガイドとしての有用性がさらに高まる可能性があります。 欧州の研究者が、最も一般的に使用されているマウスの 16 系統のゲノム マップのドラフトを完成させました。これまで、すべてのマウス系統について単一の参照ゲノムに依存しなければならなかった研究者にとって、これは恩恵です。新しい研究は、マウス、そしておそらく人間の幅広い健康状態と基本的なプロセスに影響を与える何百もの遺伝的差異をすでに明らかにしています.
ワシントン大学のゲノム科学教授でハワード・ヒューズ医学研究所の研究者であるエバン・アイヒラー氏は、「それは長い間遅れていました」と述べた.彼はこの研究には関与していなかった. 「これらの菌株に遺伝的多様性があることは以前からわかっていましたが、このレベルの解決策はありませんでした。」
参照ゲノムは、生物のすべての遺伝子の包括的なカタログであり、正しい順序で組み立てられ、染色体にグループ化され、一種のマップを形成します。このマップを使用すると、研究者は集団内の遺伝的変異を調査したり、特定の形質や疾患に関連するバリアントを特定したりできます。
しかし、そのような地図の価値を述べるのは、地図を作成するよりもはるかに簡単です。箱の前面にある絵の助けを借りずに、何百ものぎこちない形のピースからジグソー パズルを組み立てようとしているところを想像してみてください。数百万個のピースが目の前にあるので、その問題を拡大してみましょう。各ピースは、マウス ゲノムの塩基の完全な配列の断片です。遺伝子がどのように相互作用して体を構築し、病気を引き起こすかを理解するには、それを正しく理解する必要があります。これは、参照ゲノムをゼロから組み立てるという課題です。
このような地図を作成することによる利益は相当なものです。 2002 年にマウスの参照ゲノムが完成したことで、これまで不可能だった実験や技術が可能になり、疾患の遺伝学に対する理解が大幅に広がりました。
しかし、すべての実験用マウスが同じというわけではありません。そのマウス参照ゲノムは、C57BL/6J、または「Black 6」マウス系統に基づいていました。それでも、研究室では何百もの異なる菌株を使用しており、それぞれがさまざまな問題に対処するのに役立つ独自の特性を備えています.一部の系統は、100 万年近く前にゲノムが分岐した別個の亜種ですらあります。幸いなことに、ゲノムの大部分では、菌株間の違いは十分に小さいため、Black 6 からの単一のマップを使用してそれらのいずれかをナビゲートできます。しかし、ゲノムの最も興味深い領域には多様性が増していることが多く、適切な地図がなければ、それらの領域は不透明なままです。
しかし、本日発表された進歩は、それらの領域を明確にするのに役立ちます.英国ケンブリッジ郊外にある欧州分子生物学研究所の遺伝学者である Thomas Keane が率いるチームは、重要な分野における実質的な多様性を明らかにし、これまで科学に知られていなかった興味深い遺伝子を特定しました。
キーンと彼のチームは、新しい菌株のゲノムで、Black 6 参照ゲノムよりも多様性のある 2,000 以上の領域を発見しました。これらの領域の遺伝子の多くは、免疫応答と感覚機能に関与しており、それらの違いがヒトの病気に重要な影響を与える可能性があることを示唆しています.たとえば、研究者は、真菌アスペルギルスに対する耐性に関連する遺伝子のマウス間の違いを特定しました .これらの遺伝的差異がどのように耐性を付与するかを理解することで、何が人間を真菌感染症に耐性または感受性にするのかをよりよく理解できるようになる可能性があります。
Eichler は、これらの参照ゲノムが、より複雑な遺伝的基盤を持つ形質や疾患に特に役立つと確信しています。過去 20 年間、科学者は Black 6 参照ゲノムを使用して、特定の遺伝子に関連する形質を特定してきました。しかし、彼らがそれらの遺伝子を他のマウス系統に繁殖させると、同様の形質が出現することを期待して、しばしば著しく異なる効果を発見する. 「研究者は、この違いを『バックグラウンド効果』に帰するだろう」とアイヒラー氏は述べ、遺伝子の働きを異なるものにする未決定の要因を意味し、その説明はそのままにしておく.これらの新しいドラフト ゲノム マップの遺伝子データを使用して、研究者はこれらの背景効果に寄与する遺伝子配列を解き始めることができます。
キーンと彼の同僚はまた、マウスゲノムで発見された最大のものを含む新しい遺伝子を発見しました。この遺伝子、Efcab3 様 、脳で発現し、霊長類を含むすべての哺乳類で驚くほどよく保存されています。しかし、人類の血統には大きな変化があったようです。興味をそそられた研究者たちは、マウスモデルでその遺伝子を無効にし、脳の発達方法に重大な変化があることを発見しました.
行動神経科学者であり、カリフォルニア大学デービス校の MIND 研究所の教授である Jacqueline Crawley は、この遺伝子が人間の脳の発達に重要であることが証明され、新しい研究分野が切り開かれる可能性があると考えたため、この発見に興味を持っていました。彼女は、これらのような詳細な参照ゲノムは、将来の遺伝子研究の興味深いターゲットを特定するのに役立つリソースであると付け加えました.
Keane は、この論文が重要な第一歩を表していることを強調していますが、まだ重要な作業が残っています。 「これらは間違いなく参照ゲノムのドラフトであり、解決されていない領域ではより多くの配列決定作業を行う必要があります」と彼は言いました。それでも、16 の新しい参照ゲノムは既にゲノム ブラウザにアップロードされており、研究者は関心のある遺伝子が系統間でどのように異なるかを比較しています。 「以前はできなかった」とキーンは言いました。「今はできるようになりました。」
