偽常染色体領域

偽常染色体領域（ぎじょうせんしょくたいりょういき、英: pseudoautosomal region、略称: PAR）とは、哺乳類などの性染色体を持つ生物において、X染色体とY染色体（鳥類などではZ染色体とW染色体）の間で、互いに高い相同性を持つ塩基配列が存在する領域のことです。この領域は、その名が示す通り、性染色体上にあるにもかかわらず、常染色体上に存在する遺伝子と類似した遺伝様式を示す特徴があります。

位置

ヒトゲノムにおいて、偽常染色体領域は主要な二つの領域に分けられます。これらはそれぞれPAR1とPAR2と呼ばれています。

PAR1: X染色体とY染色体の短腕（pアーム）の先端に位置し、その長さは約2.6メガ塩基対（Mbp）です。これは、ヒトのX染色体全長（約155 Mbp）やY染色体全長（約59 Mbp）と比較すると短い領域ですが、多くの重要な遺伝子を含んでいます。
PAR2: X染色体とY染色体の長腕（qアーム）の先端に位置しており、その長さは約320キロ塩基対（kbp）と、PAR1よりもさらに短い領域です。

これらの領域は、ヒトゲノム参照配列（例: GRCh38）上で特定されており、染色体末端に近い部分に位置しています。

遺伝と機能

偽常染色体領域内の遺伝子は、性染色体上にあるにもかかわらず、常染色体遺伝子と同様のパターンで遺伝します。通常、正常な男性はX染色体のPARに1コピー、Y染色体のPARに1コピー、合計2コピーのPAR遺伝子を持ちます。同様に、正常な女性も2本のX染色体それぞれに1コピーずつ、合計2コピーのPAR遺伝子を持ちます。これは常染色体上の遺伝子が通常2コピー存在することと同じ状況です。

この常染色体型の遺伝様式は、オスの減数分裂時にX染色体とY染色体の間で遺伝子の組み換え（乗換え）が起こることが、ほぼこのPAR領域に限定されていることに由来します。この限定的な組み換えにより、PAR内の遺伝子はX染色体とY染色体の間で頻繁に交換され、結果として性別に関係なく伝達されます。そのため、父親のY染色体に由来するPARのアレルが娘に受け継がれるといったことも起こり得ます。

PARの最も重要な機能の一つは、男性における減数分裂の正常な進行を助けることです。減数分裂の過程で、相同染色体は対合し、その後正確に分離する必要があります。X染色体とY染色体は大部分が非相同ですが、PAR領域を介して対合（シナプス形成）し、ここで組み換えが起こることで、XとY染色体がペアとして認識され、適切に分離することが可能になります。

遺伝子

偽常染色体領域には、現在までにヒトで少なくとも29個の機能性遺伝子が見つかっています。PAR1とPAR2は、それぞれ独立した進化の過程を経て形成されたと考えられており、含まれる遺伝子も異なります。

PAR1 に含まれる代表的な遺伝子には、SHOX、CD99、IL3RA、CSF2RA、ASMT、ZBED1などがあります。SHOX遺伝子は骨の成長に関わる重要な遺伝子としてよく知られています。
PAR2 に含まれる遺伝子は比較的少なく、IL9R、SPRY3、VAMP7（SYBL1）などが知られています。かつてCXYorf1と呼ばれた遺伝子のように、現在では偽遺伝子に分類されるものも含まれますが、染色体末端に近い位置にあるため研究対象となる場合があります。

興味深いことに、マウスなど他の哺乳類では、ヒトのPAR1遺伝子の一部が性染色体ではなく常染色体へと移動している例も見られます。

病理との関連

偽常染色体領域（PAR）は、ヒトの健康、特に男性の生殖能力や様々な遺伝性疾患と深く関わっています。

男性の減数分裂において、X染色体とY染色体がPAR領域で適切に対合し、遺伝子の組み換えが起こることは、正常な精子形成に不可欠です。もしこのX-Y染色体間の組み換えがうまく起こらない場合、減数分裂の過程が異常となり、進行が停止してしまうことがあります。これは男性不妊の主要な原因の一つとなり得ます。X染色体とY染色体のPAR領域に構造的または遺伝的な違いが大きい場合も、対合や組み換えが妨げられ、不妊につながることがあります。

また、PAR内の遺伝子の異常は様々な疾患の原因となります。特にPAR1領域にあるSHOX遺伝子は、ヒトの疾患との関連が最もよく研究されています。SHOX遺伝子の機能不全は、低身長を特徴とするレリーワイル症候群や、前腕の変形を伴うマーデルング変形など、骨格系の発達異常を引き起こします。

PARに存在する遺伝子は、通常、女性で観察されるX染色体の全体的な不活性化（片方のX染色体が機能しなくなる現象）を回避します。このため、PAR遺伝子は男性、女性ともに機能的なコピーを少なくとも一つは持っています。しかし、ターナー症候群（性染色体が45,X）のようにX染色体が一つしかない場合や、クラインフェルター症候群（性染色体が47,XXY）、トリプルX症候群（性染色体が47,XXX）、XYY症候群（性染色体が47,XYY）といった性染色体数の異常（性染色体異数性疾患）の場合、PAR遺伝子のコピー数も変動します。これらの遺伝子のコピー数変化（遺伝子量効果）が、それぞれの症候群における特徴的な症状の一部を引き起こす候補と考えられています。

さらに、PAR領域の一部または全体が欠失することも病気の原因となります。PARの欠失は、前述のレリーワイル症候群やマーデルング変形といった骨格系の疾患に関与することが知られています。

このように、偽常染色体領域は、性染色体の進化や機能、そしてヒトの正常な発生や健康状態を理解する上で、非常に重要な領域です。

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