V(D)J遺伝子再構成

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V(D)J遺伝子再構成(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、脊椎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。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(バクテリアウィ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。

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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]

免疫グロブリン重鎖のV(D)J遺伝子再構成をかんたんに図示したもの

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CμとCδを持つ(V-D-J-Cμ-Cδとなる)。

この最初のRNAはポリアデニル化したテール(尾)をCμ鎖の後ろに加えられ、VDJとCμ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。


参照[編集]

  1. ^ Abbas AK and Lichtman AH (2003). Cellular and Molecular Immunology (5th ed.). Saunders, Philadelphia. ISBN 0-7216-0008-5. 
  2. ^ Matsuda, F; Ishii, K; Bourvagnet, P; Kuma, K; Hayashida, H; Miyata, T; Honjo, T (1998). [http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=2212390 “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. http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=2212390. 
  3. ^ 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. http://www.bloodjournal.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=15010366. 

参考[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