微小モデル
1918年にロナルド・フィッシャーによって開発された定量的遺伝モデル

無限小モデル（ポリジェニックモデルとも呼ばれる）は、量的遺伝学やゲノムワイド関連研究で広く用いられている統計モデルである。1918年にロナルド・フィッシャーによって開発されたこのモデルは、量的形質の変異は、それぞれが表現型に無限に小さな（無限小の）寄与をする無限大の遺伝子と環境要因によって影響を受けるという考えに基づいている。 [1]このモデルを導入した1918年の論文「メンデル遺伝の仮定に基づく親族間の相関」で、フィッシャーは、形質が多遺伝子性である場合、「各遺伝子における対立遺伝子のランダムサンプリングにより、集団において連続的で正規分布する表現型が生成される」ことを示した。 [2]しかし、このモデルは必ずしも形質が正規分布することを意味するわけではなく、その遺伝的要素が個体の両親の遺伝的要素の平均値付近になることを意味するに過ぎない。[3]このモデルはメンデル遺伝学とフランシス・ゴルトンによって記録された量的形質の連続分布を調和させるのに役立った。[4]

このモデルでは、各遺伝子座が遺伝的変異に及ぼす寄与が微々たるものであるため、自然選択が起こっている場合でも遺伝的変異は一定であると仮定できる。 [5]したがって、遺伝的変異の減少はすべて遺伝的浮動によるものと仮定される。[6]また、このモデルは、遺伝子座の分布が正規分布となるためには十分な数の遺伝子座が必要であるという事実にも依拠しているが、形質が少数の遺伝子座の影響を受ける場合、この仮定は成り立たない。ある研究グループによると、このモデルは「…明らかにいかなる種のゲノムも正確に表現しているわけではない」。なぜなら、ヒトは無限の数の遺伝子を持っていないからである。しかし、「形質の根底にある変異を説明する」といった遺伝学的評価においては、有用な仮定となる。[7]一部の表現型は進化的適応を経て、大きな影響を与える少数の遺伝子座を伴って変化する。[8]しかし、複雑な形質は主に加法効果によって説明され、優性は無視できるほど重要ではないことが示されていますが、優性およびエピスタシスはまれなメンデル遺伝疾患では依然として関連しています。[不適切な合成？ ] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15]

参考文献

  1. ^ ネルソン、ロナルド・M.；ペッターソン、マッツ・E.；カールボルグ、オルヤン（2013年12月）「フィッシャーの1世紀後：定量的遺伝学における新たなパラダイムの時」『トレンド・イン・ジェネティクス』29 (12): 669–676 . doi :10.1016/j.tig.2013.09.006. PMID  24161664
  2. ^ Boyle, Evan A.; Li, Yang I.; Pritchard, Jonathan K. (2017年6月). 「複合形質の拡張的視点：多遺伝子性から全遺伝子性へ」. Cell . 169 (7): 1177– 1186. doi :10.1016/j.cell.2017.05.038. PMC 5536862. PMID 28622505  . 
  3. ^ Barton, NH; Etheridge, AM; Véber, A. (2017年12月). 「無限小モデル：定義、導出、そして示唆」.理論個体群生物学. 118 : 50–73 . doi : 10.1016/j.tpb.2017.06.001 . PMID  28709925.
  4. ^ Turelli, Michael (2017年12月). 「論評：フィッシャーの無限小モデル：時代を超えた物語」 .理論個体群生物学. 118 : 46– 49. doi :10.1016/j.tpb.2017.09.003. PMID  28987627. S2CID  11797539.
  5. ^ Hill, William G (2014). 「集団遺伝学の動物育種への応用：ライト、フィッシャー、ラッシュからゲノム予測まで」.遺伝学. 196 (1): 1– 16. doi :10.1534/genetics.112.147850. PMC 3872177. PMID 24395822  . 
  6. ^ Zhang, Xu-Sheng; Hill, William G (2005). 「自然集団由来の系統における人工選択に対する反応パターンの予測」. Genetics . 169 (1): 411– 425. doi :10.1534/genetics.104.032573. PMC 1448869. PMID  15677752 . 
  7. ^ Martinez, Victor; Bünger, Lutz; Hill, William G. (2000-01-15). 「マウスの体組成に対する20世代の選択に対する反応の解析：無限小モデル仮定への適合」. Genetics Selection Evolution . 32 (1): 3– 21. doi : 10.1186/1297-9686-32-1-3 . PMC 2706859. PMID  14736404 . 
  8. ^ Orr, H. Allen (1999年12月). 「適応の進化遺伝学：シミュレーション研究」. Genetics Research . 74 (3): 207– 214. doi : 10.1017/S0016672399004164 . PMID  10689798.
  9. ^ Hill, WG; Mäki-Tanila, A. (2015年4月). 「連鎖不平衡が量的形質における優性遺伝とエピスタシスに起因する遺伝的変異に及ぼす影響の予測」. Journal of Animal Breeding and Genetics . 132 (2): 176– 186. doi :10.1111/jbg.12140. PMID  25823842.
  10. ^ Hivert, Valentin; Sidorenko, Julia; Rohart, Florian; Goddard, Michael E.; Yang, Jian; Wray, Naomi R.; Yengo, Loic; Visscher, Peter M. (2021年5月). 「無関係な個体の大規模サンプルを用いたヒトの複合形質における非加法的な遺伝的変異の推定」. The American Journal of Human Genetics . 108 (5): 786– 798. doi :10.1016/j.ajhg.2021.02.014. PMC 8205999. PMID 33811805  . 
  11. ^ Pazokitoroudi, Ali; Chiu, Alec M.; Burch, Kathryn S.; Pasaniuc, Bogdan; Sankararaman, Sriram (2021年5月). 「バイオバンク規模のデータにおける複雑形質変異への優性偏差効果の寄与の定量化」. The American Journal of Human Genetics . 108 (5): 799– 808. doi :10.1016/j.ajhg.2021.03.018. PMC 8206203. PMID 33811807.  S2CID 233010990  . 
  12. ^ オクベイ、アイス;呉、イェダ。ワン、ナンシー。ジャヤシャンカール、ハリハラン。ベネット、マイケル。ネザティ、シード・モーエン。シドレンコ、ジュリア。クォン、ヒョクムン。ゴールドマン、グラント。ジョルジエワ、タマラ。ジャン、ユンシュアン。ヒックス、バリー。ティアン、チャオ。ハインズ、デイビッド A.アールスコグ、ラファエル。マグナソン、パトリック KE。スヴェン・オスカーソン。ヘイワード、キャロライン。キャンベル、アーチー。ポータス、デイビッド J.フリーズ、ジェレミー。群れ、パメラ。ワトソン、チェルシー。ジャラ、ジョナサン。コンリー、ダルトン。ケリンジャー、フィリップ D.ヨハネソン、マグナス。デイビッド・レイブソン。マイヤー、ミシェル N.リー、ジェームス J.コン、オーガスティン。イェンゴ、ロイック。 Cesarini, David; Turley, Patrick; Visscher, Peter M.; Beauchamp, Jonathan P.; Benjamin, Daniel J.; Young, Alexander I. (2022年4月). 「300万人を対象としたゲノムワイド関連解析による家族内および家族間の教育達成度の多遺伝子予測」. Nature Genetics . 54 (4): 437– 449. doi :10.1038/s41588-022-01016-z. PMC 9005349. PMID  35361970 . 
  13. ^ Hill, William G.; Goddard, Michael E.; Visscher, Peter M. (2008年2月29日). 「データと理論は、複雑な形質における遺伝的変異は主に加法的であることを示唆している」. PLOS Genetics . 4 (2) e1000008. doi : 10.1371/journal.pgen.1000008 . PMC 2265475. PMID  18454194 . 
  14. ^ Crow, James F. (2010年4月27日). 「エピスタシスについて：多遺伝子性方向選択においてエピスタシスが重要でない理由」. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences . 365 (1544): 1241– 1244. doi :10.1098/rstb.2009.0275. PMC 2871814. PMID 20308099  . 
  15. ^ Keightley, PD (1989年4月). 「代謝経路におけるフラックスの定量的変動モデル」. Genetics . 121 (4): 869– 876. doi :10.1093/genetics/121.4.869. PMC 1203671. PMID 2721937  . 
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