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第 4 章

X連鎖・ミトコンドリア・染色体数の変化

常染色体だけでは説明しきれない受けつがれ方と、染色体レベルの変化を区別する。

この章で使うことば

性染色体 (sex chromosome)
教科書の入門では X 染色体と Y 染色体を使って説明します。
X連鎖 (X-linked)
変化が X 染色体上にあるため、受けつがれ方が常染色体と少し違って見える型です。
ミトコンドリアDNA (mtDNA)
ミトコンドリアにある DNA です。入門では通常母系で追います。
de novo バリアント (de novo variant)
その家系で新しく生じたバリアントです。
染色体数の変化 (aneuploidy / trisomy など)
塩基1文字ではなく、染色体そのものの本数が変わることです。
レイヤー (layer)
配列レベルの変化なのか、染色体レベルの変化なのかを分けて考える視点です。

この章で使う「見方」

講座トップで挙げた 5 つの見方のうち、この章では 「3. 受けつがれ方を分ける」 を集中して練習します。常染色体・X 連鎖・ミトコンドリア・de novo を混同せず、それぞれの渡り方を整理します。

この章では、教科書の XX/XY モデルで説明する

この章では、学校の教科書でよく使われる XX/XY モデル を使って、X 連鎖の基本をつかみます。現実の性のあり方はこれより多様ですが、まずは受けつがれ方の考え方を学ぶための単純化です。各設問・各図でも「これは XX/XY モデル上での話」という前提を、その都度思い出してください。

X連鎖では、父から息子へ X は渡らない

X連鎖の問題で最も重要なのは、父は娘へ X、息子へ Y を渡す という点です(XX/XY モデル上)。ここを逆に想像すると、家系図の読み方が一気に混乱します。

だから、X 連鎖の入門問題ではまず 「今見ている子は息子か娘か」 を確認します。同じ親の組み合わせでも、息子だけを見た確率と、娘だけを見た確率は同じとは限りません。

ミトコンドリアDNA は通常母系で追う

ミトコンドリアにも DNA があります。入門では、これは 通常は母から子へ伝わる と整理すると理解しやすいです。

つまり、家系をたどるときには 母側のつながり をまず見ます。父から通常は伝わらない、というのがこの章の基本ルールです。

理解チェック 1 — X連鎖とミトコンドリア

XX/XY モデルでの渡り方と、mtDNA の母系遺伝を確かめます。

Q1. X連鎖劣性の入門モデルで、母が保因者 X^A X^a、父が X^A Y のとき、「息子に限って」症状が出る確率は何%ですか。

息子は父からY、母からXを受け取ります。

Q2. 教科書的な XX/XY モデルで、父から子どもへの性染色体の渡り方として、最も適切なものはどれですか。

父は娘へ X、息子へ Y を渡します。

Q3. ミトコンドリアDNA(mtDNA)の遺伝について、入門的な説明として最も適切なものはどれですか。

次世代へ通常伝えるのは母側です。

前例がなくても、遺伝的な原因はありうる

家系図に同じ病気の人が見当たらないと、「遺伝ではない」と考えがちです。しかし、de novo バリアント のように、その家系で新しく生じることもあります。

具体的な例: 重い知的障害や発達症のかなりの割合、ある種の小児がん、軟骨無形成症のような骨格疾患など、両親に同じ症状がなくても子に 新たに 生じたバリアントが原因と分かるケースが知られています。発生頻度はバリアントの種類によりますが、入門段階では「家系に前例がない病気でも、遺伝的要因がゼロとは限らない」と理解しておけば十分です。

だから、前例がない = 遺伝的要因がゼロ とは言えません。家系図は大きな手がかりですが、万能ではありません。

配列の変化と染色体の変化は別レイヤー

遺伝の話には、少なくとも 2 つのレイヤーがあります。

配列レベル
塩基1文字の置換や、小さな挿入・欠失のような変化です。
染色体レベル
染色体が1本多い・少ない、というような本数の変化です。

同じ「遺伝の変化」でも、文字の並びが変わったのか本数そのものが変わったのか で、見ているレイヤーが違います。

受けつがれ方を切り替えて比べる

常染色体優性
1コピーで表現型が現れうる、という入門モデルで見ます。各妊娠ごとに確率を考えます。
常染色体劣性
2コピーそろうと典型的に表現型が現れる型です。保因者という言葉がよく出てきます。
X連鎖劣性
父は娘へ X、息子へ Y を渡す、という点が最重要です(XX/XY モデル)。父から息子へ X は渡りません。
ミトコンドリア
入門では、通常は母系でたどると整理します。父から通常は伝わらないと考えます。

よくある勘違い: 父から息子へ X が渡る、とは考えません。父は息子へ Y を渡します。家系図に前例がないから、遺伝的要因は絶対にない、とは言えません。塩基1文字の変化と、染色体の本数の変化は同じものではありません。

理解チェック 2 — de novo と染色体レベルの変化

配列レベルと染色体レベルを分け、前例のない遺伝的要因についても考えます。

Q4. de novo variant(新しく生じたバリアント)の説明として、最も適切なものはどれですか。

家系図に前例がなくても起こりえます。

Q5. 「染色体数の変化」の例として、最も適切なものはどれですか。

文字1つではなく、染色体全体の本数に注目します。

Q6. 家系図に同じ病気の前例が見当たらないのに、遺伝的な原因が関わりうる説明として、最も適切なものはどれですか。

前例がない=遺伝ではない、とは言い切れません。

この章で持ち帰ること

  • X連鎖では、父から娘へ X、息子へ Y を渡すと考えます。
  • ミトコンドリアDNAは、入門では通常母系で追います。
  • 家系図に前例がなくても、de novo バリアントなどで遺伝的要因はありえます。
  • 配列レベルの変化と、染色体レベルの変化は別のレイヤーで考えます。