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[[image:3FoSTeS.png|thumb|300px|'''図3.FoSTeS'''<br>Wenli Gu et al 2008 より改変引用<ref name=ref11><pubmed>19014668</pubmed></ref>]]
[[image:3FoSTeS.png|thumb|300px|'''図3.FoSTeS'''<br>Wenli Gu et al 2008 より改変引用<ref name=ref11><pubmed>19014668</pubmed></ref>]]


 通常1Kb以上の長さで、90%以上の相同性を持つ配列はlow copy repeats (LCRs) またはsegmental duplications (SDs)と定義される<ref name=ref9><pubmed></pubmed></ref>。このような配列はヒトハプロイドゲノムに3.6 %存在するとされる<ref name=ref10><pubmed></pubmed></ref>。特に10 kb以上の長さで97%以上の相同性を持つ場合LCRs領域では、ゲノム不安定性が高まり、組み換えが起こりやすくなるため欠失、重複、挿入、転座、逆位によるゲノム再構成 (genomic rearrangement) が生じやすい。これらのゲノム再編成を生じるメカニズムとして、生体内では主に以下の3つが考えられている<ref name=ref11><pubmed>19014668</pubmed></ref>。  
 通常1Kb以上の長さで、90%以上の相同性を持つ配列はlow copy repeats (LCRs) またはsegmental duplications (SDs)と定義される<ref name=ref9><pubmed>20059347</pubmed></ref>。このような配列はヒトハプロイドゲノムに3.6 %存在するとされる<ref name=ref10><pubmed>11381028</pubmed></ref>。特に10 kb以上の長さで97%以上の相同性を持つ場合LCRs領域では、ゲノム不安定性が高まり、組み換えが起こりやすくなるため欠失、重複、挿入、転座、逆位によるゲノム再構成 (genomic rearrangement) が生じやすい。これらのゲノム再編成を生じるメカニズムとして、生体内では主に以下の3つが考えられている<ref name=ref11><pubmed>19014668</pubmed></ref>。  
#NAHR (non-allelic homologous recombination)<br>
#NAHR (non-allelic homologous recombination)<br>
#NHEJ (non-homologous end joining)<br>[[image <ref name=ref11><pubmed></pubmed></ref>]]
#NHEJ (non-homologous end joining)<br>
#FoSTeS (fork stalling and template switching)<br>[[image |Wenli Gu et al 2008 より改変引用<ref name=ref11><pubmed></pubmed></ref>]]
#FoSTeS (fork stalling and template switching)<br>
   
   
== CNVの検出方法 ==
== CNVの検出方法 ==


 一般的に用いるCNVの検出方法には、定量PCR法などの特定の遺伝子座(locus specific)を対象とする方法やアレイなどの全genome を対象とする方法がある<ref name=ref7><pubmed></pubmed></ref>。
 一般的に用いるCNVの検出方法には、定量PCR法などの特定の遺伝子座(locus specific)を対象とする方法やアレイなどの全genome を対象とする方法がある<ref name=ref7><pubmed>20002459</pubmed></ref>。


=== Array CGH ===
=== Array CGH ===
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== CNVと疾患関連性 ==
== CNVと疾患関連性 ==


 欠失、重複などのゲノム再構成が起きる際、遺伝子そのものあるいは遺伝子発現に関与する領域を含む事がある。ヒトゲノムで一世代を経ることで点変異(SNP)は1.8~2.5x10-8、CNVは1.7x10-6~1.2x10-4の確率で起こるとされており、CNV発生はSNPのそれに比べて102~104倍高率であるため、遺伝子の点変異よりもCNVが原因となる遺伝性疾患が多いと推定される<ref name=ref13><pubmed></pubmed></ref> 。CNVはいくつかの分子メカニズム(表1)を介して生じ、病気を惹起する場合もある。病的・非病的CNVがあり、例えばCNVが①罹患の血縁者に存在するか既報の疾患関連CNVに一致する、②疾患責任遺伝子や多数の遺伝子を含むか遺伝子発現領域を含む、③サイズが3Mb以上である、④増幅が3コピー以上である、などの場合、病的CNVである可能性が高いと考えられている<ref name=ref14><pubmed></pubmed></ref>。  
 欠失、重複などのゲノム再構成が起きる際、遺伝子そのものあるいは遺伝子発現に関与する領域を含む事がある。ヒトゲノムで一世代を経ることで点変異(SNP)は1.8~2.5x10-8、CNVは1.7x10-6~1.2x10-4の確率で起こるとされており、CNV発生はSNPのそれに比べて102~104倍高率であるため、遺伝子の点変異よりもCNVが原因となる遺伝性疾患が多いと推定される<ref name=ref13><pubmed>17597781</pubmed></ref> 。CNVはいくつかの分子メカニズム(表1)を介して生じ、病気を惹起する場合もある。病的・非病的CNVがあり、例えばCNVが①罹患の血縁者に存在するか既報の疾患関連CNVに一致する、②疾患責任遺伝子や多数の遺伝子を含むか遺伝子発現領域を含む、③サイズが3Mb以上である、④増幅が3コピー以上である、などの場合、病的CNVである可能性が高いと考えられている<ref name=ref14><pubmed>17597782</pubmed></ref>。  


== CNVの検索方法 ==
== CNVの検索方法 ==
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 正常人に認めるCNVsは[http://projects.tcag.ca/variation/ Toronto Database of Genomic Variants]や[http://humanparalogy.gs.washington.edu/structuralvariation/ Human Structural Variation Database] に登録・一般公開されている。また、臨床学的な情報を含む染色体異常は[https://decipher.sanger.ac.uk/ DECIPHER (Database of Chromosomal Imbalance and Phenotype in Humans Using Ensembl Resources)]、[http://umcecaruca01.extern.umcn.nl:8080/ecaruca/ecaruca.jsp/ ECARUCA (European Cytogenetics Association Reigister of Unbalanced Chromosome Aberrations)]、[https://www.iscaconsortium.org/ ISCA(The International Standards for Cytogenomic Arrays (ISCA) Consortium)]などで検索可能である。  
 正常人に認めるCNVsは[http://projects.tcag.ca/variation/ Toronto Database of Genomic Variants]や[http://humanparalogy.gs.washington.edu/structuralvariation/ Human Structural Variation Database] に登録・一般公開されている。また、臨床学的な情報を含む染色体異常は[https://decipher.sanger.ac.uk/ DECIPHER (Database of Chromosomal Imbalance and Phenotype in Humans Using Ensembl Resources)]、[http://umcecaruca01.extern.umcn.nl:8080/ecaruca/ecaruca.jsp/ ECARUCA (European Cytogenetics Association Reigister of Unbalanced Chromosome Aberrations)]、[https://www.iscaconsortium.org/ ISCA(The International Standards for Cytogenomic Arrays (ISCA) Consortium)]などで検索可能である。  


(別紙)表1. CNVと疾患関連性の代表例と分子学的メカニズム<ref name=ref15><pubmed></pubmed></ref> <ref name=ref16><pubmed></pubmed></ref>
(別紙)表1. CNVと疾患関連性の代表例と分子学的メカニズム<ref name=ref15><pubmed>18160035</pubmed></ref> <ref name=ref16><pubmed>16444292</pubmed></ref>


== 参考文献 ==
== 参考文献 ==
            
            
<references/>
<references/>
1. Sebat, J., et al., Large-scale copy number polymorphism in the human genome. Science, 2004. 305(5683): p. 525-8.
2. Bruno, D.L., et al., Detection of cryptic pathogenic copy number variations and constitutional loss of heterozygosity using high resolution SNP microarray analysis in 117 patients referred for cytogenetic analysis and impact on clinical practice. J Med Genet, 2009. 46(2): p. 123-31.
3. McCarroll, S.A. and D.M. Altshuler, Copy-number variation and association studies of human disease. Nat Genet, 2007. 39(7 Suppl): p. S37-42.
4. Redon, R., et al., Global variation in copy number in the human genome. Nature, 2006. 444(7118): p. 444-54.
5. Feuk, L., A.R. Carson, and S.W. Scherer, Structural variation in the human genome. Nat Rev Genet, 2006. 7(2): p. 85-97.
6. Conrad, D.F., et al., Origins and functional impact of copy number variation in the human genome. Nature, 2010. 464(7289): p. 704-12.
7. Fanciulli, M., E. Petretto, and T.J. Aitman, Gene copy number variation and common human disease. Clin Genet, 2010. 77(3): p. 201-13.
8. Henrichsen, C.N., E. Chaignat, and A. Reymond, Copy number variants, diseases and gene expression. Hum Mol Genet, 2009. 18(R1): p. R1-8.
9. Stankiewicz, P. and J.R. Lupski, Structural variation in the human genome and its role in disease. Annu Rev Med, 2010. 61: p. 437-55.
10. Bailey, J.A., et al., Segmental duplications: organization and impact within the current human genome project assembly. Genome Res, 2001. 11(6): p. 1005-17.
11. Gu, W., F. Zhang, and J.R. Lupski, Mechanisms for human genomic rearrangements. Pathogenetics, 2008. 1(1): p. 4.
12. Symington, L.S. and J. Gautier, Double-strand break end resection and repair pathway choice. Annu Rev Genet, 2011. 45: p. 247-71.
13. Lupski, J.R., Genomic rearrangements and sporadic disease. Nat Genet, 2007. 39(7 Suppl): p. S43-7.
14. Lee, C., A.J. Iafrate, and A.R. Brothman, Copy number variations and clinical cytogenetic diagnosis of constitutional disorders. Nat Genet, 2007. 39(7 Suppl): p. S48-54.
15. Lee, J.A., C.M. Carvalho, and J.R. Lupski, A DNA replication mechanism for generating nonrecurrent rearrangements associated with genomic disorders. Cell, 2007. 131(7): p. 1235-47.
16. Lupski, J.R. and P. Stankiewicz, Genomic disorders: molecular mechanisms for rearrangements and conveyed phenotypes. PLoS Genet, 2005. 1(6): p. e49.




(執筆者:深井綾子、松本直通 担当編集委員:加藤忠史)
(執筆者:深井綾子、松本直通 担当編集委員:加藤忠史)