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ゲノミクス:ヒトのセグメント重複内での変異と遺伝子変換の増加

Nature 617, 7960 doi: 10.1038/s41586-023-05895-y

セグメント重複(SD)における一塩基バリアント(SNV)は、ショートリード塩基配列解読データのマッピングに限界があるため、体系的に評価されてこなかった。今回我々は、ヒトの102のハプロタイプにおける高同一性SDにまたがる1:1の明確なアライメントを構築し、重複のない領域と重複した領域の間でSNVのパターンを比較した。ヒトSNVは、重複のない領域と比較してSDで60%高いことが分かり、この増加の少なくとも23%は座位間遺伝子変換(IGC)によるもので、ヒトハプロタイプ当たり平均して最高4.3メガ塩基対のSD塩基配列が変換されたと推定された。我々は、IGCの供与部位と受容部位についてのゲノム規模マップを作製した。これには、約800のタンパク質コード遺伝子のエキソンに影響を及ぼす498の受容部位と454の供与部位のホットスポットが含まれている。これらのホットスポットには、ヒトの一部のハプロタイプでの平均1.61メガ塩基対の「再配置」された遺伝子が171含まれている。合祖フレームワークを用いて、SD領域は、重複のない塩基配列と比較して、おそらくIGCのために、進化的にわずかに古いことが分かった。しかし、SD内のSNVは、異なる変異スペクトラムを示しており、重複のないDNAと比較した場合、全てのトリプレットにおいてシトシンからグアニンまたはその逆に変換するトランスバージョンが27.1%増加し、CpG関連変異の頻度が7.6%低下していることが分かった。我々は、これらの異なる変異特性が、SD DNAの全体的なGC含量を、重複のないDNAのGC含量よりも高く維持するのに役立っており、これはおそらくパラログ塩基配列間のGCに偏った変換によって駆動されると考える。

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