色覚異常2型色覚（部分的赤緑色覚異常）

OPN1MW

COLORBLINDNESS, PARTIAL, DEUTAN SERIES; CBD
Colorblindness, deutan 色覚異常2型色覚（部分的赤緑色覚異常）　038003 XL　3　
2型色覚者は、緑色の光に対して最大感度を持つ錐体（緑色錐体）をコードするOPN1MW遺伝子の変異によって発症します。この遺伝子変異が2型色覚の原因となるため、この遺伝子には番号記号（#300821）が付けられています。

人間の正常な色覚は、3つの異なる波長の光（約420nmの青色、530nmの緑色、560nmの赤色）に感度を持つ3種類の錐体光受容体に基づいています。これらの錐体は、青色錐体、緑色錐体、赤色錐体と呼ばれ、それぞれが異なる波長の光を捉えます。この3種類の錐体によって吸収された光の情報は、神経回路を通じて比較され、この過程により人は赤、黄、緑、青などの色を認識することができます。

2型2色覚は、青色と緑色、または青色と赤色の2種類の光受容体のみを使用することで発生する重度の色覚障害です。これに対して、異常3色覚は、青色、緑色、および異常な赤色の光受容体（1型3色覚）、または青色、赤色、および異常な緑色の光受容体（2型3色覚）に基づいています。色覚異常は通常軽度ですが、場合によっては重度の障害を引き起こすこともあります。特に赤と緑の色覚には、健康な人でも色覚異常を持つ人でも共通する変異が存在することが知られています。

研究により、赤と緑の感度は錐体内の2種類の異なる色素によって調節されていることが明らかになっています。これらの色素は、それぞれが特定の色の光に反応するよう錐体に配分されており、一つの錐体には一種類の色素のみが含まれています。また、Simunovicらによる2001年の研究では、赤緑色覚異常や単色症の人々がスコトピック（暗所）条件下で特定の優位性を持つかどうかが検証されました。しかし、この研究では、暗順応、暗視野感度、暗視野における知覚課題の成績において、赤緑色覚異常や単色症が選択的優位性を示す証拠は見つかりませんでした。

AriasとRodriguez（1972年）は、彼ら自身のデータと公開されているデータを組み合わせて分析し、2型色覚者と1型色覚者の遺伝子座間の組み換え率が当初予想されていたよりも高い可能性があり、約0.095であると結論づけました。

Emmersonら（1974年）は、HGPRT遺伝子と2型色覚異常を持つ遺伝子座との間に密接な連鎖がないことを明らかにしました。

Race and Sanger（1975年）は、2型色覚者、1型色覚者、G6PD、および古典的血友病遺伝子とXg遺伝子の間の3世代にわたる連鎖データを集めた結果、非組換えが236人、組換えが193人で、組換え率が約45%（期待される組換え率は50%）であることを報告しました。

Filippiら（1977年）はサルデーニャ島でG6PD、1型色覚者、2型色覚者、Xg遺伝子を調査し、G6PDと1型色覚者遺伝子座の間に連鎖不均衡があることを発見しましたが、これらのX連鎖遺伝子座の他の組み合わせには連鎖不均衡が見られませんでした。これにより、G6PDと1型色覚者の遺伝子座が2型色覚者の遺伝子座よりも互いに近いと結論付けられました。Purrelloら（1984年）は、Siniscalcoら（1964年）によって報告されたサルデーニャ島の近親婚の追跡調査を行い、1型と2型の色覚遺伝子座間で組換えがあったこと、およびG6PD遺伝子座がこれら2つの色覚遺伝子座の間に位置すると結論付けました。

Brennandら（1982年）は、4つの一般的なX連鎖DNA多型を研究し、HPRT遺伝子のcDNAプローブによって同定されたBamHI多型の1つだけが分離していることを発見しました。染色体ハプロタイプの分析から、HPRT、2型色覚者、G6PD、protan、Xqterの順序で遺伝子が並んでいる可能性が示唆されました。色覚異常遺伝子はF8CとEMD遺伝子座の近くに位置しています。

色覚異常の遺伝については、初めて哺乳類の特定の染色体にマッピングされた事例があります。1911年に著名な細胞学者ウィルソンは、色覚異常遺伝子がX連鎖劣性遺伝であることを指摘しました。これは、人間が性染色体としてXX（女性）またはXY（男性）を持ち、色覚異常遺伝子がX染色体上に存在する場合、ホーナーが説明した血統パターンを通じて色覚異常が説明できることを意味します。

1992年、Jorgensenらは2型3色覚（緑と赤の色を識別するのに問題がある状態）の女性双生児について研究しました。この双生児は、同じ状態の父親から継承した緑赤融合遺伝子を持つX連鎖性色覚異常の義務的ヘテロ接合体（一方の遺伝子が正常で、もう一方が異常な状態）でした。しかし、異常が見られる内視鏡検査によると、双子の一人は色覚に重度の問題がある表現型を示し、もう一人は正常な色覚を持っていました。色覚異常を持つ双子には正常な色覚の息子が2人、同じく色覚異常の息子が1人いました。

彼らはメチル化感受性プローブM27-βを使用して、活性型X染色体と不活性型X染色体を区別しました。色覚異常を持つ双子の皮膚細胞では、父方のX染色体がほとんどすべて色覚異常遺伝子を活性型として持っていることが示され、このことが彼女の色覚異常を説明しました。対照的に、色覚が正常な女性では異なるパターンが観察されましたが、血液リンパ球では、不活性化した母方と父方のX染色体が混在し、双子は同一のメチル化パターンを示しました。一方の双子が2型3色覚を持つことは、皮膚細胞で観察されたように極端に偏ったX不活性化によって説明され、血液細胞でこのような歪みが見られなかったのは、胎児循環の共有と双生児間での造血前駆細胞の交換によるものでした。

さらに、彼らは一卵性双生児のうち一人だけが特定の障害に罹患していた他の症例を検討し、2型3色覚異常を持つ女性の一卵性三つ子の例を引き合いに出しました（横田ら、1990）。これらの研究は、色覚異常の遺伝と表現の複雑さを示しています。

色覚異常の遺伝とその表現に関する研究は、遺伝子がどのように受け継がれ、発現するかの複雑さを浮き彫りにしています。特に、一卵性双生児や三つ子の研究は、遺伝的に同一であっても個体差が発生するメカニズムを理解する上で重要です。

一卵性双生児や三つ子は、同じ遺伝子セットを共有していますが、Jorgensenらの研究や横田らの研究に見られるように、個々の表現型は異なることがあります。この現象の一つの説明は、X染色体の不活性化に関連しています。哺乳類の雌は2つのX染色体を持ちますが、細胞の中で機能するX染色体は1つだけで、もう1つは大部分が不活性化されます。この不活性化は通常、無作為に起こり、したがって同一の遺伝子セットを持つ一卵性双生児でも、異なるX染色体が不活性化される可能性があります。

Jorgensenらの研究では、2型3色覚の女性双生児の一方が、父親から継承した緑赤融合遺伝子を持つX染色体を活性化しており、これが彼女の色覚異常の原因であることが明らかになりました。しかし、彼女の姉妹では異なるX染色体が活性化されていたため、正常な色覚を持っていました。これは、遺伝子が同じでも、どのX染色体が細胞で活性化されるかによって、表現型が変わることを示しています。

さらに、彼らの研究では、胎児時代の共有循環や双生児間での造血前駆細胞の交換が、双子間で表現型が異なる理由の一部である可能性が示唆されました。これは、細胞レベルでの遺伝子の活性化パターンに影響を与える可能性があります。

横田らの研究で挙げられた一卵性三つ子の例は、さらにこの複雑さを強調しています。2型3色覚異常を持つ女性の三つ子の中で、同じ遺伝子を共有していながらも、異なる色覚表現型を持つ可能性があります。これらの例から、遺伝的同一性が必ずしも表現型の同一性を意味するわけではなく、遺伝的要因、環境要因、そして発達過程の中でのランダムな要素が、最終的な表現型に影響を与えることが分かります。

赤-緑の色覚異常は、色を正確に識別する能力に影響を及ぼす最も一般的な形態の色覚異常です。この状態は、X染色体上に位置する遺伝子の変異によって引き起こされるため、性染色体を介して遺伝します。男性はX染色体を1つしか持たないため、変異遺伝子を1つ受け継ぐだけで症状が現れます。これに対して、女性はX染色体を2つ持っているため、両方のX染色体に変異遺伝子が存在しない限り、通常はこの状態のキャリアになるだけで症状は現れません。その結果、赤-緑色覚異常は男性に多く見られ、特に北ヨーロッパの先祖を持つ集団では、男性の約8.3%（約12人に1人）、女性の0.5%（約200人に1人）がこの症状を持っていると報告されています。この発生率は、他の集団に比べて顕著に高いです。

一方で、青-黄色覚異常は男性と女性の両方に等しく発生する性質があります。これは、この形態の色覚異常が性染色体ではなく常染色体上の遺伝子によって引き起こされるためです。青-黄色覚異常は非常に稀で、全世界の人口の中で約0.01%（10,000人に1人以下）が影響を受けています。この種の色覚異常では、特に青と黄色の区別が難しくなりますが、他の色に対する知覚にも影響を及ぼすことがあります。

これらの色覚異常の存在は、日常生活においてさまざまな課題をもたらしますが、多くの人々は様々な戦略やツールを用いて、これらの課題に対処し、生活の質を向上させています。

Nathansらによる1986年の研究では、正常な色覚を持つ人々の間で、赤色色素遺伝子は単一であるのに対し、緑色色素遺伝子の数が異なることが明らかにされました。この緑色色素遺伝子は、頭から尾へと並ぶタンデム配列を形成しています。このタンデム配列による複数の緑色色素遺伝子の存在は、2型色覚者が1型色覚者に比べてより一般的である理由を説明するかもしれません。また、非相同ペアリングや不等式クロスオーバーは色覚異常の一因として考えられ、遺伝子の転換も関与している可能性があります。緑色色素遺伝子は異なる制限パターンを示します。

緑色（MW）オプシンと赤色（LW）オプシンの間には15個のアミノ酸の違いがありますが、これらの違いの大部分は180、277、285の位置にある置換によるもので、他の位置の変異は影響が少ないです。特に、位置180はMWおよびLWオプシン遺伝子の両方で多型を示します。2型色覚では中波オプシンが、1型色覚では長波オプシンが欠損していることが特徴です。NeitzとNeitzによる1995年の研究では、正常色覚の男性におけるXq28クラスター内の遺伝子の数と比率が再検討され、多くの男性が以前考えられていたよりも多くの色素遺伝子を持っていること、そして多くの男性が1つ以上の長波長色素遺伝子を持っていることが明らかにされました。

Deebは2005年に、赤色と緑色の色素遺伝子間の高い相同性が、これらの遺伝子座で起こりやすい不等間隔組換え事象を促進しており、これが赤緑色覚異常の一般的な原因であると指摘しました。赤/緑配列の最初の2つの色素遺伝子だけが網膜で発現し、色覚に影響を与えます。赤緑色覚異常の重症度は、これらの遺伝子によってコードされる光色素の最大吸収波長の差に反比例します。

Winderickxらによる1992年の研究では、正常色覚者では単一の緑色色素遺伝子のみが発現していることが発見されました。また、赤色色素遺伝子の制御要素が、緑色色素遺伝子の単一コピーの転写を可能にすることが示唆されました。この発見は、正常な色覚を持つ個体において、5-プライム緑赤ハイブリッド遺伝子がまれにしか存在しないことを説明します。これらのハイブリッド遺伝子は通常、色覚異常と関連していますが、遺伝子配列中の位置が網膜錐体細胞での発現を許さない場合、影響を与えない可能性があります。

2型3色覚の色覚異常は、ヨーロッパ系男性の約5％に見られ、5-プライム-緑-赤-3-プライム視覚色素ハイブリッド遺伝子と関連していますが、これは正常な色覚の男性にも存在する可能性があります。Winderickxらと山口らによる研究は、正常な赤色、正常な緑色、緑-赤ハイブリッド遺伝子を持つ男性の色覚が正常か2型色覚者かを説明するために、最初の2つの遺伝子だけが発現し、緑-赤ハイブリッド遺伝子が2番目の位置を占める場合にのみ2型3色覚者が生じるという仮説を立てました。

林ら（1999年）は、長距離PCR増幅法を使用して、赤、緑、および緑赤ハイブリッドの3つの視覚色素遺伝子を持つ10人の2型色覚異常者（うち8人が重度、2人が軽度）を研究しました。彼らは、アレイ内のハイブリッド遺伝子の位置が遺伝子の発現を決定するかどうかを調査しました。2型色覚異常者では、緑と赤のハイブリッド遺伝子は常に2番目の位置にあり、1番目の位置は赤の遺伝子で占められていました。一方、色覚正常な2人の男性では、ハイブリッド遺伝子は3番目の位置にありました。また、3人の男性の網膜における死後の色素遺伝子のmRNA発現を評価したところ、緑赤ハイブリッド遺伝子は2番目の位置にある場合にのみ発現していました。これは、2型3色覚者の網膜が赤と赤に似た感受性を持つ色素を含む錐体で構成されていることを示しています。この発見は、X連鎖視覚色素遺伝子の5-プライム末端に存在する遺伝子座制御領域（LCR）の存在と一致しており、LCRが遺伝子の発現に重要な役割を果たしていることを示唆しています。

Jaglaら（2002年）は、中ヨーロッパ系の赤緑色覚異常男性50人（2型2色覚者27人、1型2色覚者23人）の遺伝子型変異を調査しました。彼らは、遺伝子型が色覚の表現型と正確に相関するハイブリッド遺伝子を含むことを発見しましたが、一部の1型2色覚者は予想される遺伝子配列と一致しないものを持っていました。この研究は、色覚異常の遺伝子学的基盤の理解を深めるのに貢献しました。

Winderickxら（1992年）は、Xq28上の赤/緑オプシン遺伝子配列内の再配列に関連しない重度の2型3色覚異常を持つ男性において、緑色色素オプシンの203位におけるシステインからアルギニンへの置換が色覚異常を引き起こす可能性があることを発見しました。この突然変異は集団にかなり多く見られましたが、常に発現しているわけではありませんでした。

上山ら（2003年）は、先天性2型色覚異常の日本人男性247人を調査し、15％が正常な遺伝子型を持っていることを発見しました。彼らの研究は、-71A-Cの転座を持つ緑色色素遺伝子のプロモーターが2型色覚異常と関連していることを示しました。この転座は、日本人および他のアジア人集団において2型色覚異常と密接に関連していることを示唆しています。

集団遺伝学は、特定の人口集団内や集団間で遺伝子の分布と変異を研究する学問分野です。この文脈での赤緑色覚異常は、色を識別する能力に影響を及ぼす遺伝的条件の一例です。特に、北ヨーロッパ起源の集団では、この条件の発生頻度が比較的高く、男性で約8%、女性で約0.5%と報告されています。これはX染色体上の遺伝子の異常によって引き起こされるため、男性はX染色体を一つしか持たないため、影響を受けやすいのです。一方、女性は二つのX染色体を持っており、片方が異常でももう片方が正常であれば、症状を示さないことが多いです。

Drummond-Borgらによる1989年の研究は、白人男性の約15.7%が色覚色素遺伝子の異常を持っていることを示しました。この数値は、実際に色覚検査を行って得られる頻度よりも高いです。この研究から、一部のハイブリッド遺伝子または特定の遺伝子配列が、正常な色覚をもたらす可能性があることが示唆されます。これは、遺伝子の表現や機能が単純な一対一の関係ではなく、複数の遺伝子が相互作用することで最終的な表現型が決定される遺伝学の複雑さを示しています。

赤緑色覚異常の頻度が非ヨーロッパ系集団で低いことは、遺伝的多様性や遺伝子流動の結果として考えられます。遺伝子の地理的分布は、過去の人口移動、選択圧、ランダムな遺伝的浮動など、多くの要因によって形成されます。このため、異なる集団間で健康に関連する特徴や遺伝的条件の頻度が大きく異なることがあります。

集団遺伝学の研究は、特定の集団における遺伝的疾患の理解を深めるだけでなく、遺伝的多様性の保存、個別化医療の促進、そして人類の遺伝的歴史を解明するための重要な手段となります。

了解しました。色覚異常に関する研究は、ジョン・ダルトンによる自身の観察の報告から始まります。彼は1798年に、自分自身の色覚異常についての科学論文を発表しました。その後のヤング・ヘルムホルツ理論では、色覚の三要素メカニズムが提唱され、これらの要素に対応する遺伝子は1986年にNathansらによって特定されました。ダルトンは自身の視覚の違いについて深く考察し、死後に自分の眼球を検査することでこの問題を解明しようとしましたが、彼の硝子体が透明であることが判明し、彼の理論は否定されました。しかし、後のDNA分析で、彼が中波長光色素を欠く2型2色覚者であることが明らかになりました。

1870年代には、色覚異常のX連鎖劣性遺伝パターンがスイスの眼科医ホーナーによって初めて指摘されました。彼は色覚異常の遺伝様式を血友病と比較し、家族歴を通じてこのパターンを詳細に記述しました。これにより、色覚異常の理解が一層深まりました。

Nathansらの研究は、色覚異常に関わる遺伝子を特定し、この分野の理解を大きく前進させました。彼らの仕事は、色覚異常の進化的な意義についての議論を含め、広範な影響を及ぼしました。このようにして、色覚異常に関する科学的知識は徐々に蓄積され、発展してきました。

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DEUTERANOMALY, INCLUDED
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緑色覚異常
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