モザイク (遺伝学)

遺伝学において、モザイク(またはモザイク症)とは、1つの受精卵から発生した個体に2つの異なる遺伝子型が存在することを意味する。その結果、その個体は1つの受精卵から生まれた2つ以上の遺伝的に異なる細胞株を持つことになる。

モザイクの原因は、以下の通りです。

  1. 分裂期のクロスオーバー
  2. 発生過程における遺伝子の変異
  3. 発生過程での染色体の変異
  4. X不活性化:雌の哺乳類の細胞内で、1本のX染色体がランダムにスイッチオフされること

この現象を発見したのは、カート・スターンである。1936年、彼は減数分裂では正常に行われる組換えが、有糸分裂でも行われることを証明した。組み換えが起こると、体細胞のモザイクが生じる。これは、遺伝的に異なる2種類以上の組織を含む生物のことである。

この女の子は、ブラウンの目とヘーゼル/グリーンの目を1つずつ持っています。Zoom
この女の子は、ブラウンの目とヘーゼル/グリーンの目を1つずつ持っています。

典型的な三毛猫Zoom
典型的な三毛猫

キメラ

モザイク症の人はキメラと呼ばれることが多いですが、これは間違いです。モザイクはもともと1つの受精卵から生まれたものですが、キメラは2つの受精卵から生まれたものです。

ツートンカラーに見えるその他の原因

これは、目の色で見るのが一番わかりやすいです。虹彩異色とは、両目の間、または片目、もしくは両目の中で目の色が異なる状態のことです。虹彩異色症の原因には、遺伝的なものと偶発的なものがあります。例えば、デビッド・ボウイは、片方の瞳孔が永久的に拡張するような怪我をしたために、異なる目の色に見えています。

このページでは、遺伝子モザイクのみを取り上げています。

X-不活性化

これは、哺乳類のメスに見られる制御された自然な発育現象です。雌には2本のX染色体があります(雄は1本のみ)。雌の2本のX染色体が同じであることはほとんどありません。両者は同じ遺伝子を持っているが、いくつかの遺伝子座(位置)では異なる対立遺伝子(同じ遺伝子のバージョン)を持っている可能性がある。

初期胚では、各細胞が独立してランダムにX染色体の1コピーを不活性化する。この不活性化はその細胞の一生の間続き、その細胞の子孫はすべて同じ染色体を不活性化することになる。女性の生殖細胞ではXの不活性化が逆転し、すべての卵細胞に活性型のX染色体が存在することになる。

この現象は、キャリコ猫や三毛猫の色調に現れている。これらのメスは、X連鎖性の色遺伝子のヘテロ接合体で、毛色の遺伝子はX染色体に担われている。X不活性化とは、細胞群がどちらか一方のX染色体を活性化した状態で持つようになることである。

X-inactivationは、エピジェネティックな変化であり、1つの染色体上の遺伝子のスイッチを切ることです。これは遺伝子型の変化ではありません。胚の子孫の細胞は、元の細胞と同じX不活性化を持っています。これにより、X連鎖性遺伝病の女性の「保因者」に軽度の症状が現れることがあります。

変異点

体細胞の突然変異(体細胞変異)により、細胞群の遺伝情報が異なるようになる。モザイクを引き起こす体細胞の突然変異は、人間の人生の最初と最後の段階でよく見られます。がん研究では、白血病、リンパ腫、固形がんのほとんどが体細胞変異によるものであることがわかっている。

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質問と回答

Q:遺伝学でいうモザイクとは何ですか?


A: 遺伝学におけるモザイクとは、1つの受精卵から発生した個体に2つの異なる遺伝子型が存在することを指します。

Q:どのようにして複数の遺伝子型を持つ個体が生まれるのですか?


A:モザイクは、有糸分裂時の交叉、発生時の遺伝子変異や染色体変異、雌の哺乳類ではX不活性化によって生じます。

Q:雌の哺乳類におけるX不活性化とは何ですか?


A:X不活性化とは、雌性哺乳類の2本のX染色体のうち、1本が細胞内でランダムにスイッチオフされ、片方のX染色体のみが発現する現象のことです。

Q:モザイクという現象は誰が発見したのですか?


A:モザイク現象は、1936年にカート・スターンが発見したもので、減数分裂で正常に行われる組換えが、有糸分裂でも行われ、体細胞モザイクが生じることを証明しました。

Q: 体細胞性モザイクとは何ですか?


A:体細胞モザイクとは、2種類以上の遺伝的に異なる組織を持つ生物のことです。

Q: モザイクの原因は何ですか?


A:モザイクの原因は、有糸分裂時の交叉、発生時の遺伝子変異や染色体変異、雌の哺乳類ではX不活性化などがあります。

Q:遺伝学におけるモザイクの意義は何ですか?


A:遺伝学におけるモザイクの意義は、様々な表現型を持つ個体が生まれることであり、医学や進化生物学などの分野で重要な意味を持つことがあります。

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