ミトコンドリアDNA解析

　はじめに

　細胞の中にあって，呼吸を行い，エネルギーを産生するミトコンドリアは独自のDNAをもっている．精子由来のミトコンドリアDNA(mtDNA)はユビキチン-プロテオソーム分解系により排除される¹⁾ので，卵子のmtDNAのみが受け継がれる．すなわち母性遺伝を示す．また，細胞あたり数百から数千コピーも存在することから，DNA鑑定においても特異な位置を占めている．ヒトのmtDNAは全塩基配列が解読された最初のゲノムであり，この配列は分析した大学名にちなんでケンブリッジ配列(Cambridge reference sequence；CRS)と呼ばれる．当初16,569塩基対とされたが，その後いくつかの塩基が部分的に修正され，16,568塩基対であることが判明した²⁾．しかし，塩基番号の混乱をさけるために当初の配列の1塩基対を欠失としたこの訂正版(rCRS)が，広くDNA鑑定の標準配列として用いられている．多型の表示は，STR(short tandem repeat)多型では繰り返しの数，SNP(single nucleotide polymorphism)では塩基番号と塩基の種類で表されるが，mtDNAでは組換えがないこと，および塩基置換部位が多いことから標準配列(rCRS)との比較によりなされる．なお，rCRSとは鎖長の異なる個体も数多く存在するので，この場合は対応塩基を挿入や欠失とする．

　mtDNAは環状のDNAで極めてコンパクトな構造をしており，呼吸鎖酵素の11種類のサブニット，ATP合成酵素の2種類のサブニット，2種類のrRNA，22種類のtRNAのみがコードされている．遺伝子がコードされていない約1.1kb(塩基番号1-577と16,028-16,569)の領域は，Dループ，非コード(翻訳)領域，コントロール領域と呼ばれ，mtDNAの中でも変異発生頻度が高いので，しばしばhypervariable region(HV)とも呼ばれる．その中でも変異率の特に高い部位が3か所あり，多型性の高い順にHV1(約16,120-16,400)，HV2(約70-250)，HV3(約480-575)と命名されている．法医学分野における個人識別では最初にHV1が解析され，この部位で多型性の低いタイプではHV2やHV3のデータを追加して活用されることが多い．

　本稿では法医学領域でも活用されているmtDNAの概要と問題点などについて，概略を述べる．