確率的X染色体不活性化とインプリントX染色体不活性化の重要な違いは、確率的X染色体不活性化は外胚葉原腸胚形成時に父方または母方のX染色体が等確率で不活性化すること、インプリントX不活性化は哺乳類の外胚葉組織で父方由来のX染色体が非ランダムに不活性化することである。

Xの不活性化は、哺乳類のメスで起こるプロセスです。一般に、女性は2本のX染色体を持っています。また、哺乳類のメスでは、1本のX染色体が不活性化する。つまり、X染色体は転写活性のない構造になってしまう。一旦この現象が起こると、この特定のX染色体は、細胞とその子孫のライフサイクルを通じて不活性なままである。また、不活性化したX染色体はバーボディと呼ばれるコンパクトな構造体に凝縮し、静止した状態で安定的に存在する。さらに、Xの不活性化のプロセスは、2つの非コード化相補的なrnaの制御に依存していることがわかった。しかし、X染色体が1本しかない場合、Xの不活性化は起こりません。さらに、Xの不活性化はランダムに起こる場合と、インプリンティングによって起こる場合がある。

カタログ

1. 概要と主な相違点 2. ランダム型 x-不活性化とは 3. インプリント型 x-不活性化とは 4. ランダム型とインプリント型 x-不活性化の類似点 5. 並べて比較 - ランダム型とインプリント型 x-不活性化の表形式 6. 要約

ランダム x 非活性化は何ですか？

ランダムX染色体不活性化とは、母方と父方のX染色体が等確率で不活性化される通常のX染色体不活性化過程である。ヒトを含む胎盤哺乳類では、外胚葉の中で原腸胚が形成される際に発生する。不活性化された染色体は、細胞やその子孫のライフサイクルを通じて不活性なままである。

図01：ランダムXの非活性化

さらに、これは哺乳類の雌の体細胞で初めて観察された、投与量補償を実現するメカニズムである。X染色体上に存在するX不活性化センター（Xic）は、ランダムなXの不活性化を制御している。その結果、ランダムなXの不活性化により、X染色体全体の遺伝子が転写的にサイレンシングされる。

インプリンティング×インアクティベイションは何ですか？

子孫は両親から2コピーの遺伝子を受け継ぐ。ひとつは母親から、もうひとつは父親から。さらに、ほとんどの場合、遺伝子の両コピーが機能的または活性的である。しかし、場合によっては、遺伝子の1コピーだけが活性型として残り、もう1コピーは不活性型となることがある。したがって、1枚は「オン」状態、もう1枚は「オフ」状態である。このプロセスをゲノムインプリンティングと呼びます。ゲノムインプリンティングは、主に生物の発生初期に起こり、従来のメンデルの遺伝法則に従わない。マウスの胚外系譜では、父方由来のXが選択されて不活性化される。したがって、非ランダムなXの不活性化である。ここでは、親X染色体のインプリントX不活性化が起こる。すべてのマウス細胞は、4-8細胞期胚でこのインプリントXの不活性化を受ける。

ランダムとインプリンティング×インアクティベイションの共通点

• 哺乳類のメスのX不活性化には、ランダムX不活性化とインプリントX不活性化の2種類がある。
• どちらのプロセスも、2本のX染色体のうちの1本にあるほとんどの遺伝子を転写的にサイレンシングする結果となる。
• X染色体上に存在するX不活性化センター（Xic）は、ランダムなX染色体の不活性化とインプリントXの不活性化を制御しています。
• 非コードRNA Xistは、ランダムXとインプリントXの不活性化を開始するのに必要である。

ランダムとインプリンティング×インアクティベイションの違い

Xの不活性化には、インプリンティングとランダムの2種類がある。ランダムX染色体不活性化では、母方と父方のX染色体は同じ確率で不活性化されます。インプリンティングX不活性化では、真核哺乳類の胎盤と初期有袋類哺乳類の全細胞で、父方のX染色体が優先的にサイレンシングされる。これが、ランダムX不活性化とインプリントX不活性化の重要な違いなんですね。インプリントXの不活性化は、ランダムXの不活性化に比べて不完全であり、安定性に欠ける。

以下のインフォグラフィックは、ランダムX不活性化とインプリントX不活性化の違いについてまとめたものです。

概要 - ランダム vs. インプリンティング×インアクティベイション

X-不活性化とは、X染色体が閉鎖されることである。ランダムな不活性化、またはインプリントXの不活性化により発生することがあります。また、一部の雌の哺乳類にも発生します。ランダムX不活性化では、母方のX染色体も父方のX染色体も同じ確率で不活性化されます。一方、インプリントX不活性化では、優勢に選択された父性由来のX染色体が不活性化される。したがって、これは確率的なプロセスではありません。さらに、着床時には、着床前早期にすべての細胞でインプリントXの不活性化が起こる。さらに、胚体外の系統では、ランダムなXの不活性化が起こるが、インプリントされたXの不活性化は胚体外の系統で起こる。そこで、本稿では、ランダムX不活性化とインプリントX不活性化の違いについてまとめた。

引用

1 "X chromosome: X inactivation" Nature News, Nature Publishing Group, 2 "X inactivation", Wikipedia, Wikimedia Foundation, 19 March 2020.