V(D)J遺伝子再構成

V(D)J遺伝子再構成（VDJいでんしさいこうせい、英：V(D)J recombinationまたはsomatic recombination）は、免疫システム内の免疫グロブリン（Ig）・TCR（T細胞受容体）生成の初期ステージにおける遺伝子再構成の仕組み。初期のリンパ組織（骨髄ではB細胞、胸腺ではT細胞）で起こる。

V(D)J遺伝子再構成は、骨髄や胸腺でのリンパ球の遺伝子断片（V、D、J）のランダムな組み合わせである。抗体やTCRをコードするDNAは多数の断片として染色体の上に並んでいる。これらのDNA断片はリンパ球の分化の過程で連結され、完全なDNAとなる。いろんな遺伝子をランダムに選べるので、いろんなタンパク質をつくり、いろんな抗原（バクテリア、ウイルス、寄生菌、腫瘍、花粉など）に対抗することができる。^[1]

背景[編集]

ヒトの抗体分子（とB細胞受容体）は、三つの遺伝子座の遺伝子で暗号化されるC部位とV部位との重鎖（H鎖）・軽鎖（L鎖）で構成されている。

第14染色体の免疫グロブリン重遺伝子座(IGH@)：免疫グロブリン重鎖のための遺伝子断片。
第2染色体の免疫グロブリンκ（カッパ）遺伝子座(IGK@)：免疫グロブリン軽鎖のための遺伝子断片。
第22染色体の免疫グロブリンλ（ラムダ）遺伝子座(IGL@) ：免疫グロブリン軽鎖のための遺伝子断片。

各々の重鎖遺伝子・軽鎖遺伝子は、（V,D,J）三種類の遺伝子断片のかけ算ででき、抗体タンパク質の様々な部位をつくる。

たとえば、免疫グロブリン重鎖部位は44個のV 遺伝子断片、^[2]27個のD遺伝子断片、6個のJ遺伝子断片から成る。^[3] 軽鎖も多くのVおよびJ遺伝子断片から成るが、D遺伝子断片はふくまない。

DNA再構成は、リンパ球から遺伝子断片をコピーし、約3000億種類の抗体をつくることができる。

ほとんどのT細胞受容体は一つのアルファ鎖と一つのベータ鎖から構成される。T細胞受容体は免疫グロブリンと似ており、V、D、J遺伝子断片をベータ鎖に、V、J遺伝子断片をアルファ鎖にふくみ、それら（遺伝子断片）はリンパ球の成長過程で再構成され、そのT細胞に特有の抗原受容体をもたらす。

自己反応しない受容体をつくれなかった細胞はアポトーシスする。

免疫グロブリンの状況[編集]

重鎖[編集]

B細胞の生成時、最初の再構成は重鎖遺伝子座のD遺伝子断片とJ遺伝子断片のあいだで起こる。

これらの遺伝子断片のあいだにあるDNAは除去される。

このD-J間の再構成の次に、上流にあるV遺伝子断片が加わり、VDJ遺伝子断片が再構成される。こうしてVとDのあいだの断片は細胞のゲノムから除去される。

最初の転写（非スプライスRNA）はこの重鎖のVDJ部位とC_μとC_δを持つ（V-D-J-C_μ-C_δとなる)。

この最初のRNAはポリアデニル化したテール（尾）をC_μ鎖の後ろに加えられ、VDJとC_μのあいだのものはなくなる。

このメッセンジャーRNA が免疫グロブリンμ重鎖タンパク質を産む。

軽鎖[編集]

免疫グロブリン軽鎖遺伝子座のκ鎖とλ鎖は、上記の重鎖と同様にできる。ただ、軽鎖にはD断片が無い。

脚注[編集]

^ Abbas AK and Lichtman AH (2003). Cellular and Molecular Immunology (5th ed.). Saunders, Philadelphia. ISBN 0-7216-0008-5
^ Matsuda, F; Ishii, K; Bourvagnet, P; Kuma, K; Hayashida, H; Miyata, T; Honjo, T (1998). “The complete nucleotide sequence of the human immunoglobulin heavy chain variable region locus”. The Journal of experimental medicine 188 (11): 2151–62. doi:10.1084/jem.188.11.2151. PMC 2212390. PMID 9841928.
^ Li A, Rue M, Zhou J et al. (June 2004). “Utilization of Ig heavy chain variable, diversity, and joining gene segments in children with B-lineage acute lymphoblastic leukemia: implications for the mechanisms of VDJ recombination and for pathogenesis”. Blood 103 (12): 4602–9. doi:10.1182/blood-2003-11-3857. PMID 15010366.

参考文献[編集]

Hartwell LH, Hood L, Goldberg ML, Reynolds AE, Silver LM, Veres RC (2000). Chapter 24, Evolution at the molecular level. In: Genetics. New York: McGraw-Hill. pp. 805–807. ISBN 0-07-299587-4
V(D)J Recombination. Series: Advances in Experimental Medicine and Biology, Vol. 650 Ferrier, Pierre (Ed.) Landes Bioscience 2009, XII, 199 p. ISBN 978-1-4419-0295-5