ミニサテライト minisatellite
ミニサテライトとは、特定のDNAモチーフ（長さ10～60塩基対）が通常5～50回繰り返されている反復性DNAのことで、ヒトゲノムの1,000カ所以上に存在し、その高い変異率と集団における高い多様性で注目されています。ミニサテライトは、染色体のセントロメアとテロメアに多く存在し、テロメアは染色体を損傷から保護しています。
サテライトという名称は、試験管の中のゲノムDNAを遠心分離すると、バルクDNAの目立つ層と、それに付随する反復DNAの「サテライト」層が分離するという昔のの観察結果に由来しています。
サテライトDNAという言葉は、1960年代に、密度勾配遠心分離で「サテライトピーク」と呼ばれる独特の浮力密度を示すDNAが観察され、それが大きなセントロメリックタンデムリピートであることが判明したことに由来します。その後、より短い（10-30bp）タンデムリピートが発見されると、それらはミニサテライトとして知られるようになった。その後、より短いタンデムリピート（10-30bp）が発見されると、それはミニサテライトと呼ばれるようになり、さらに、単純な配列モチーフのタンデムリピートが発見されると、マイクロサテライトと呼ばれるようになりました。
ミニサテライトは、タンパクをコードしていない小さなDNA配列で、ゲノム上に数百回出現し、多くの繰り返し配列が隣り合っています。
ミニサテライトと、それよりも短いマイクロサテライトを合わせて、VNTR（可変タンデムリピート数）DNAと呼ばれている。紛らわしいことに、ミニサテライトはVNTRと呼ばれ、マイクロサテライトはSTR（short tandem repeat）またはSSR（simple sequence repeats）とも呼ばれています。
ミニサテライトの構造
ミニサテライトは、長さが10塩基対から100塩基対以上の範囲で、一般的にGCリッチな反復モチーフからなります。ミニサテライトは、10塩基対から100塩基対以上の長さの繰り返しモチーフで構成されており、これらの繰り返しモチーフはタンデム（直列に、隣接して）に繋がっています。
超可変ミニサテライトは、9～64bpのコアユニットを持ち、主にセントロメア領域に存在します。
ヒトでは、ミニサテライトの90％が染色体のサブテロメア領域に存在しています。ヒトのテロメア配列自体は、TTAGGG TTAGGG TTAGGG …というタンデムリピートです。
ミニサテライトの機能
ミニサテライトは一般的には非コードDNAです。
また、ミニサテライトは染色体のテロメアを構成しており、染色体の末端を劣化や隣接する染色体との融合から保護しています。
ミニサテライトの変異
ミニサテライトは、染色体の脆弱な部分と関連していて、多くの再発転座の分岐点に近接しています。
一部のヒトのミニサテライト（約1％）は、生殖細胞における平均突然変異率が0.5％以上から20％以上と、超変異性であることが証明されており、これまでに知られているヒトゲノムの中で最も不安定な領域となっています。
体細胞と生殖細胞では、異なる突然変異のプロセスが働いていることが研究で明らかになっています。血液中のDNAで検出された体細胞の不安定性は、精子に比べて2～3桁低い単純で稀な対立遺伝子内事象を示しています。対照的に，生殖細胞では複雑な相同染色体間の遺伝子組み換えが起こります。
ヒトのミニサテライトに隣接するDNA配列を解析したところ、ミニサテライト配列の不安定な側の上流に、減数分裂のクロスオーバーのホットスポットが集中していることが明らかになりました。したがって、リピートの長さの変化は、リピート配列に隣接するDNAの組換え活性によって制御され、その結果、突然変異の極性が決まると考えられます。
ミニサテライト配列は、染色体のDNA相互組換えを促進すると提唱されている。別のモデルでは、ミニサテライトリピートのコピー数変動の主な原因は、隣接する二本鎖ホットスポットの存在であるとされている。
この記事の著者：仲田洋美医師
医籍登録番号 第371210号
日本内科学会 総合内科専門医 第7900号
日本臨床腫瘍学会 がん薬物療法専門医 第1000001号
臨床遺伝専門医制度委員会認定 臨床遺伝専門医 第755号
プロフィール
この記事の筆者：仲田洋美（医師）
