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従来、[[核型検査]]により検出される[[ヒト]][[ゲノム]]の異常として、[[染色体]]の[[欠失]]、[[重複]]、[[逆位]]、[[転座]]等が知られていた。ゲノムのコピー数変化・多型（copy number variations: CNVs）という概念は、2004年Iafrate AJとSebatらにより提唱された<ref name="ref1"><pubmed>15273396</pubmed></ref> <ref name="ref2"><pubmed>19015223</pubmed></ref>。[[常染色体]]上のゲノムDNAは通常１体細胞当たり2コピーであるが、個々人により1コピー以下しか存在しない領域（欠失）、もしくは3コピー以上存在する領域（重複）があり、病的であるもの、病的でないものを含め、それらをCNVと提唱した。さらに、SchererらはCNVを対照ゲノムと比較してコピー数が異なる1 kb以上のDNA断片と定義し、その中でも1%以上の人口で認めるコピー数変化をcopy number polymorphism (CNP)としている<ref name="ref3"><pubmed>17597780</pubmed></ref>。 | 従来、[[核型検査]]により検出される[[ヒト]][[ゲノム]]の異常として、[[染色体]]の[[欠失]]、[[重複]]、[[逆位]]、[[転座]]等が知られていた。ゲノムのコピー数変化・多型（copy number variations: CNVs）という概念は、2004年Iafrate AJとSebatらにより提唱された<ref name="ref1"><pubmed>15273396</pubmed></ref> <ref name="ref2"><pubmed>19015223</pubmed></ref>。[[常染色体]]上のゲノムDNAは通常１体細胞当たり2コピーであるが、個々人により1コピー以下しか存在しない領域（欠失）、もしくは3コピー以上存在する領域（重複）があり、病的であるもの、病的でないものを含め、それらをCNVと提唱した。さらに、SchererらはCNVを対照ゲノムと比較してコピー数が異なる1 kb以上のDNA断片と定義し、その中でも1%以上の人口で認めるコピー数変化をcopy number polymorphism (CNP)としている<ref name="ref3"><pubmed>17597780</pubmed></ref>。 | ||
同時期から、コピー数変化を検出できる様々な解析法が開発され、より高密度の解析が可能となり、当初予想された以上にヒトゲノムにはCNVが存在することが判明した。国際HapMapプロジェクトで用いられたヨーロッパ、アフリカ、アジアの異なる祖先をもつ3系統270名の[[リンパ芽球細胞]]（lymphoblastoid cell lines: LCLs)由来のDNAを使用してCNVの検証が行われた。Affymetrix GeneChip Human Mapping 500K early access array (500K EA)と、whole genome TilePath (WGTP) arrayの2種類を用いた検証の結果、合計1447か所のCNVsが検出された。そのゲノムサイズの合計は約360 Mb でヒトゲノムの約12 %に相当した<ref name="ref4"><pubmed>17122850</pubmed></ref> <ref name="ref5"><pubmed>16418744</pubmed></ref>。また、2010年のConradらは、41人の女性のLCLs由来のDNAを用いてNimbleGen arrayを用いた解析を行い、11,700か所のCNV (サイズの中央値：2.7 kb)を検出した<ref name="ref6"><pubmed>19812545</pubmed></ref>。 2006年RedonらによりヒトゲノムCNVカタログが作成され<ref name="ref7"><pubmed>20002459</pubmed></ref>、現在ではヒト、[[マウス]]、[[ラット]]、[[チンパンジー]]、[[アカゲザル]]、[[wikipedia:JA:|キイロショウジョウバエ]]等でも同様のCNVカタログが作成されている<ref name="ref8">'''Henrichsen, C.N., E. Chaignat, and A. Reymond'''<br>Copy number variants, diseases and gene expression.<br>''Hum Mol Genet,'' 2009. 18(R1): p. R1-8.</ref>。 | 同時期から、コピー数変化を検出できる様々な解析法が開発され、より高密度の解析が可能となり、当初予想された以上にヒトゲノムにはCNVが存在することが判明した。国際HapMapプロジェクトで用いられたヨーロッパ、アフリカ、アジアの異なる祖先をもつ3系統270名の[[リンパ芽球細胞]]（lymphoblastoid cell lines: LCLs)由来のDNAを使用してCNVの検証が行われた。Affymetrix GeneChip Human Mapping 500K early access array (500K EA)と、whole genome TilePath (WGTP) arrayの2種類を用いた検証の結果、合計1447か所のCNVsが検出された。そのゲノムサイズの合計は約360 Mb でヒトゲノムの約12 %に相当した<ref name="ref4"><pubmed>17122850</pubmed></ref> <ref name="ref5"><pubmed>16418744</pubmed></ref>。また、2010年のConradらは、41人の女性のLCLs由来のDNAを用いてNimbleGen arrayを用いた解析を行い、11,700か所のCNV (サイズの中央値：2.7 kb)を検出した<ref name="ref6"><pubmed>19812545</pubmed></ref>。 2006年RedonらによりヒトゲノムCNVカタログが作成され<ref name="ref7"><pubmed>20002459</pubmed></ref>、現在ではヒト、[[マウス]]、[[ラット]]、[[チンパンジー]]、[[アカゲザル]]、[[wikipedia:JA:キイロショウジョウバエ|キイロショウジョウバエ]]等でも同様のCNVカタログが作成されている<ref name="ref8">'''Henrichsen, C.N., E. Chaignat, and A. Reymond'''<br>Copy number variants, diseases and gene expression.<br>''Hum Mol Genet,'' 2009. 18(R1): p. R1-8.</ref>。 | ||
== CNVの形成メカニズム == | == CNVの形成メカニズム == | ||
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[[Image:5SNParray.png|thumb|300px|<b>図5．SNP array</b><br />検体DNAを断片化した後に蛍光色素で標識し、熱変性条件下でチップと反応させる]] | [[Image:5SNParray.png|thumb|300px|<b>図5．SNP array</b><br />検体DNAを断片化した後に蛍光色素で標識し、熱変性条件下でチップと反応させる]] | ||
2004年頃Affymetrix社の[[wikipedia:JA:|一塩基多型]]（SNP）解析用arrayでコピー数解析ができるようになった。このアレイはreference genomeを必要とせず、疾患のゲノムだけで解析が可能である。アレイ上には対立遺伝子の25-merのプローブがあり、既知のSNPサイトに対して異なる塩基（例えばCもしくはT）を搭載している。相補的な配列を持つラベル化された検体DNAがプローブに結合する際、SNPサイトにミスマッチが存在すると結合しにくくなり、シグナルは弱くなる。最近のSNPアレイを用いるとgenotypeも同時に検出が可能で、更にアリルピーク(Genotype: 2 copyの場合 AA/AB/BB, 3 copyの場合 AAA/AAB/ABB/BBB, 1 copyの場合A/B) を見ることで情報性が付加されたコピー数変化としてとらえることが可能となり信頼性が増した。（図5） | 2004年頃Affymetrix社の[[wikipedia:JA:一塩基多型|一塩基多型]]（SNP）解析用arrayでコピー数解析ができるようになった。このアレイはreference genomeを必要とせず、疾患のゲノムだけで解析が可能である。アレイ上には対立遺伝子の25-merのプローブがあり、既知のSNPサイトに対して異なる塩基（例えばCもしくはT）を搭載している。相補的な配列を持つラベル化された検体DNAがプローブに結合する際、SNPサイトにミスマッチが存在すると結合しにくくなり、シグナルは弱くなる。最近のSNPアレイを用いるとgenotypeも同時に検出が可能で、更にアリルピーク(Genotype: 2 copyの場合 AA/AB/BB, 3 copyの場合 AAA/AAB/ABB/BBB, 1 copyの場合A/B) を見ることで情報性が付加されたコピー数変化としてとらえることが可能となり信頼性が増した。（図5） | ||
=== 定量PCR法（quantitative real time polymerace chain reaction: qPCR） === | === 定量PCR法（quantitative real time polymerace chain reaction: qPCR） === | ||
| 63行目: | 63行目: | ||
| rowspan="2" | ①遺伝子効果（dose-sensitive gene） | | rowspan="2" | ①遺伝子効果（dose-sensitive gene） | ||
| rowspan="2" | [[Image:コピー数変化表1.png|thumb|250px]] | | rowspan="2" | [[Image:コピー数変化表1.png|thumb|250px]] | ||
| [[wikipedia:JA:|Charcot-Marie-Tooth病]]（CMT病1A型） | | [[wikipedia:JA:シャルコー・マリー・トゥース病|Charcot-Marie-Tooth病]]（CMT病1A型） | ||
| Chr 17 p11上のPMP22を含む約1.4 Kbの領域の重複 | | Chr 17 p11上のPMP22を含む約1.4 Kbの領域の重複 | ||
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| [[wikipedia:JA:|遺伝性圧脆弱性ニューロパチー]]（NHPP） | | [[wikipedia:JA:遺伝性圧脆弱性ニューロパチー|遺伝性圧脆弱性ニューロパチー]]（NHPP） | ||
| Chr 17 p11上のPMP22を含む約1.4 Kbの領域の欠失 | | Chr 17 p11上のPMP22を含む約1.4 Kbの領域の欠失 | ||
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| ②position effect | | ②position effect | ||
| [[Image:コピー数変化表2.png|thumb|250px]] | | [[Image:コピー数変化表2.png|thumb|250px]] | ||
| [[wikipedia: | | [[wikipedia:Blepharophimosis syndrome|Blepharophimosis syndrome]] | ||
| | | 責任遺伝子forkhead box protein L2（FOXL2）の230kb上流にある[[wikipedia:JA:転写因子|転写因子]]の結合部位がCNVにより欠失すると発症する。 | ||
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| ③ unmasking of recessive allele | | ③ unmasking of recessive allele | ||