先天性角化不全症

テロメラーゼRNAコンポーネント(TERC)の構成要素のうち、重要なのはボックスH/ACAドメインである。 このH/ACAドメインはTERCの成熟と安定性、したがってテロメラーゼ全体の成熟に関与している。 哺乳類のH/ACAリボ核タンパク質には、dyskerin、Gar1、Nop10、Nhp2という4つのタンパク質サブユニットが含まれている。 Nop10、Nhp2、dyskerin1の変異はすべてDKC様の症状を引き起こすことが示されている。

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先天性角化不全症の最も特徴ある形態は、X染色体長腕のDKC1遺伝子に一つまたは複数の変異がある結果生じるものである。 その結果、X-連鎖性劣性遺伝を示し、その主要な蛋白はdyskerinである。 HeissらがNature Genetics誌に発表した5つの変異のうち、4つは一塩基多型であり、いずれも保存性の高いアミノ酸が変化しているものであった。 1例は、ロイシン残基が失われたフレーム内欠失であり、これも哺乳類では保存されている。 3つのケースでは、影響を受けた特定のアミノ酸(フェニルアラニン、プロリン、グリシン)は、酵母(S. Cerevisiae)およびブラウンラット(R. Norvegicus)と同じ遺伝子座にヒトで見いだされたものである。 このことは、真核生物におけるジスケリンの配列保存と重要性を立証している。 ジスケリンは、リボソームRNA(rRNA)などの非コードRNAに含まれる特定のウリジンの転写後の疑似ウリジン化を触媒することが、ほとんどの生物種で共通している。 ヒトのジスケリンの酵母アナログであるCbf5は、実際、rRNAのプロセシングと成熟に関連することが知られている。 ヒトでは、この役割はdyskerinに帰することができる。 したがって、この病気のX連鎖型は、RNAの機能不全に関連する特定の問題をもたらし、おそらくより深刻な表現型となる可能性がある。 脊椎動物では、単細胞の真核生物とは対照的に、ジスケリンはH/ACAモチーフの形でテロメラーゼRNAコンポーネント(TERC)の重要な構成要素である。 Nop10やNhp2変異と同様に、このX連鎖型はTERCの濃度が低い結果、テロメアが短くなることが示されている。 TERC, TERT, TINF2ヒトのテロメラーゼにおけるH/ACAドメインの重要性を支持する証拠は豊富にある。 少なくとも1つの研究は、これらの変異がプレRNPの組み立てとヒトテロメラーゼRNAの成熟に悪影響を及ぼすことによって、テロメラーゼ活性に影響を与えることを示している。 それにもかかわらず、テロメラーゼRNA成分に直接影響を与える突然変異が存在すると推定され、早老症やDKC様の症状も引き起こすはずである。 実際、ヒトのTERC遺伝子に変異を持つ3つの家系が研究され、興味深い結果が得られている。 そのうちの2つの家系では、家系に特異的な一塩基多型が2つ存在し、もう1つでは、H/ACAドメインの一部をコードする74塩基を含む大規模な欠失(DNA821塩基対)が第3染色体上に残存していることが明らかになった。 これら3種類の変異は、常染色体優性遺伝を示す軽度の先天性角化不全症につながる。

常染色体劣性遺伝

6遺伝子:DKCの真の表現型は、どのタンパク質に変異が生じたかによって異なる場合がある。 DKCを持つ家族の常染色体劣性遺伝子の変異は、Nop10に見られる。 具体的には、Nop10の配列の高度に保存された領域で、シトシンからチミンへの塩基変化が起こっているのである。 この変異は、第15染色体上で、アルギニンからトリプトファンへのアミノ酸の変化をもたらす。 ホモ接合体劣性遺伝の個体では、先天性角化不全症の症状が全面的に現れる。 また、年齢をマッチさせた健常者と比較して、テロメアの長さが非常に短くなる。 さらに、ヘテロ接合体(正常な対立遺伝子と病気をコードする対立遺伝子を1つずつ持つ人)も、相対的に短いテロメアを示す。 この原因は、Nop10変異を持つ人のTERCレベルの低下であることが判明した。 TERCのレベルが低下すると、特に発生段階でのテロメアの維持がそれに応じて悪くなると推測される。

Nhp2変異はNop10変異と同様の特徴を持つ。 これらの変異も常染色体劣性遺伝で、先天性角化不全症をもたらす3つの特異的一塩基多型が認識されている。 また、Nop10と同様に、これらのNhp2変異を持つ個体は、細胞内に存在するテロメラーゼRNA成分(TERC)の量が減少していることが判明している。 ここでも、TERCの減少によりテロメア維持に異常が生じ、テロメアが短くなると推定される。 Nhp2の変異がホモ接合性劣性遺伝子の場合、年齢をマッチさせた健常者と比較してテロメアが短くなる。

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