ハプロタイプとは｜定義・SNPの意味と遺伝疾患・系統解析への活用

ハプロタイプの定義をわかりやすく解説｜SNPの意味や遺伝疾患・系統解析への実用的な活用法を図解で紹介

ハプロタイプ（haplotype）とは、遺伝学で使われる用語で、一般に「同一染色体上で密接に結びついて一緒に遺伝する遺伝子や塩基配列の組み合わせ」を指します。簡単に言えば、子が片方の親から受け継ぐ、近接している遺伝的特徴のまとまりです。特定の染色体領域に存在する複数の対立遺伝子（特定のDNA配列）の組み合わせを1つのハプロタイプとして扱います。

ハプロタイプとSNP（一塩基多型）

ハプロタイプという言葉にはもう一つよく使われる意味があり、それは1本の染色体上に同時に見られる複数の一塩基多型（SNP）のセットを指すものです。ある領域の代表的なSNPの組み合わせ（ハプロタイプ）を特定できれば、その領域の他の位置の配列も推定しやすく、観察するSNP数を減らして効率的に遺伝的情報を得ることができます。こうした性質は特に一般的な病気の遺伝的要因を調べる際に有用です。

ハプロタイプの形成と遺伝的背景

ハプロタイプは、染色体上での組換え（リコンビネーション）が限定的な領域に形成されることが多く、その結果「ハプロタイプブロック」と呼ばれるまとまりが生じます。これらのブロック内では特定のSNPや対立遺伝子の組み合わせが高頻度で見られ、これを「連鎖不平衡（linkage disequilibrium）」として計量します。連鎖不平衡が強いほど、あるSNPを見れば他のSNPを高確率で予測できます。

ハプロタイプの決定方法（フェージング）

• 家系解析：父母子などの家族情報を使うことで、どの対立遺伝子が同じ染色体上にあるかを直接決定できます。
• 統計的フェージング：集団データを用いる統計モデル（例：BEAGLE、SHAPEITなど）で、個々のジェノタイプから最もらしいハプロタイプを推定します。
• 分子法：長いリードを持つシーケンシング（ロングリード）やハプロタイプ特異的ライブラリ、ハプロカプセル化法などで物理的にハプロタイプを決定します。

応用例

• 疾病関連解析：疾患と関連するハプロタイプを同定することで、単一SNPよりも強い関連が見つかることがあります。特に複数の変異が連鎖して作用する場合に有用です。病気の感受性遺伝子領域の同定によく使われます。
• 薬理ゲノミクス：薬の代謝や副作用に関係する遺伝的背景（例えばCYP遺伝子近傍のハプロタイプ）を調べ、個別化医療に役立てます。
• 集団遺伝学・系統解析：複数人のハプロタイプを比較することで、集団内・集団間の遺伝的関係や移動・混合の履歴を推定できます。Y染色体やミトコンドリアDNAのハプロタイプ（ハプログループ）は系統や祖先の追跡に特に役立ちます。
• 生殖医療・家系図作成：遺伝的家系図を作る際に、ハプロタイプは系統関係や遺伝的近縁性の判断材料になります。

用語の整理と注意点

• ハプロタイプとゲノタイプの違い：ゲノタイプは個々の遺伝子座における対立遺伝子の組み合わせ（両染色体を含む）を指し、ハプロタイプは「同じ染色体上」の対立遺伝子の組み合わせに限定されます。
• ハプロタイプとハプログループ：ハプログループは主に系統分類に使われる大きな分類群で、共通祖先に由来する一連のハプロタイプ群を示します。
• 解析上の限界：短いリードや不十分なサンプル数では正確なハプロタイプ推定が難しく、統計的手法には誤推定のリスクがあります。また、リコンビネーションや新規変異によりハプロタイプパターンは世代間で変化します。

まとめると、ハプロタイプは染色体上で一緒に遺伝する遺伝的要素のまとまりであり、SNPのセットとして扱われることが多く、疾病研究、薬理ゲノミクス、系統解析など幅広い分野で重要な概念です。正確なハプロタイプ情報を得るためには適切な実験・解析手法の選択が必要です。

質問と回答

Q: ハプロタイプとは何ですか?

Q: ハプロイドジェノタイプの短縮形は何ですか?

Q: ハプロタイプは遺伝学でどのように使われるのですか?

Q: ハプロタイプを使って、遺伝的関係の程度はどのように示されるのですか?

Q:ハプロタイプの2番目の意味は何ですか?

Q: 遺伝子系図プロジェクトでハプロタイプはどのように使われるのですか?

Q: なぜハプロタイプを特定することが重要なのですか?

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