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ゲノミクス:6万6083例のヒトゲノムにおける核に埋め込まれたミトコンドリアDNA塩基配列

Nature 611, 7934 doi: 10.1038/s41586-022-05288-7

細胞質内の細胞小器官から細胞核へのDNA移行は内部共生事象の遺産であり、核内ミトコンドリアDNA断片(NUMT)の大部分は、ヒトの種分化より前に生じた、太古のものであると考えられている。今回我々は、がん患者1万2509人を含む、6万6083人の全ゲノム塩基配列を解析し、ミトコンドリアDNAの核への移行は現在でも進行していて、NUMTの複雑な全体像の一因となっていることを実証する。99%以上の人が1637種類のNUMTのうちの少なくとも1つを持っており、8人に1人は、集団の0.1%未満にしか存在しない極めてまれなNUMTを持っていた。我々が評価した現存のNUMTの90%以上は、ヒトが類人猿から分岐した後に核ゲノムに挿入されたものである。一度埋め込まれたこうした塩基配列は、ミトコンドリア内で見られる進化的制約を受けなくなり、NUMT特異的な変異はミトコンドリアDNAとは異なる変異シグネチャーを持っていた。de novo NUMTは、104件の出生ごとに生殖系列に1つ、また103のがんごとに1つ観察された。NUMTには、PRDM9(PR domain zinc-finger protein 9)の結合に関連する二本鎖切断修復などの複数の機構が関与する核への挿入を伴う非コードのミトコンドリアDNAが優先的に含まれており、これによって転写と複製がNUMTの起源に結び付けられた。腫瘍特異的なNUMTの頻度はがんによってさまざまであり、例えば、粘液性脂肪肉腫での(NUMT)挿入は、おそらく腫瘍の原因である。我々は、NUMTが、サイズとゲノムでの位置に基づいて選択される証拠を見いだした。これがヒトの非常に不均一で動的なNUMTの全体像を形作っている。

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