癌原遺伝子は、細胞周期を調節するタンパク質をコードする遺伝子のクラスです。これらのタンパク質は、成長因子受容体、転写調節因子、またはシグナル伝達タンパク質である可能性があります。それらは細胞周期のポジティブコントロールとして機能し、アポトーシス経路をネガティブに調節します。癌原遺伝子の癌遺伝子への活性化は、癌形成を誘発します。 プロトオンコジーンからオンコジーンへの変換は、点突然変異、高レベルの遺伝子増幅、遺伝子または遺伝子産物の融合という3つの方法で行われます。 この記事では、これら3つの方法について説明します。

対象となる主要分野

1.プロトオンコジーンとは –定義、機能、タイプ 2.プロトオンコジーンはどのようにしてオンコジーンになるのか –点突然変異、遺伝子増幅、遺伝子融合

重要な用語：遺伝子増幅、遺伝子融合、癌遺伝子、点突然変異、癌原遺伝子

プロトオンコジーンとは

プロトオンコジーンとは、正常細胞の特殊化と分裂を促進する遺伝子のクラスを指します。それらは突然変異の後に癌遺伝子になります。癌遺伝子は、突然変異時に正常細胞から癌細胞への変換に寄与する、または高レベルで発現する遺伝子です。癌原遺伝子の遺伝子産物は、細胞周期の正の調節に関与しています。細胞における癌原遺伝子の役割を図1に示します。

図1：癌原遺伝子

これまでに約100の異なる癌原遺伝子が同定されています。よく特徴付けられた癌遺伝子のいくつかを表1に示します。

癌遺伝子

オンコジーン	関数
核転写調節因子（核に見られる）
ジュン	転写因子
fos	転写因子
erbA	ステロイド受容体ファミリーのメンバー
細胞内シグナル伝達物質（細胞質に見られる）
abl	プロテインチロシンキナーゼ
raf	プロテインセリンキナーゼ
gsp	Gタンパク質アルファサブユニット
ras	GTP / GDP結合タンパク質
マイトジェン受容体（膜貫通ドメインに見られる）
erbB	受容体型チロシンキナーゼ
fms	受容体型チロシンキナーゼ
マイトジェン（細胞外）
sis	分泌された成長因子
アポトーシス阻害剤（細胞質に見られる）
bcl2	カスパーゼカスケードの上流阻害剤

プロトオンコジーンはどのようにしてオンコジーンになるのか

プロトオンコジーンは、点突然変異、高レベルの遺伝子増幅、遺伝子または遺伝子産物の融合という3つの経路でオンコジーンになります。プロトオンコジーンのオンコジーンへの変換を図2に示します。

図2：癌原遺伝子の形成

点突然変異

一塩基変化は、癌原遺伝子のタンパク質コード領域または調節領域のいずれかで発生する可能性があります。タンパク質コード領域の点突然変異は、タンパク質の活性化、安定性、および位置によって、癌原遺伝子の機能を変化させます。癌原遺伝子の調節配列の変化は、RNAスプライシングと遺伝子発現量の変化によって遺伝子発現を変化させます。ただし、点突然変異は構造変化をもたらし、腫瘍性タンパク質を生成します。一例として、Rasタンパク質の12番目のアミノ酸のグリシン残基のバリンへの変換は、ヒト膀胱癌を引き起こします。さらに、タンパク質の一部の欠失により、いくつかの構造変化が起こる可能性があります。

遺伝子増幅

遺伝子増幅は、遺伝子産物のレベルの増加を引き起こします。高レベルの遺伝子発現はまた、遺伝子産物が腫瘍性タンパク質として機能することにつながります。

遺伝子融合

遺伝子融合はまた、ほとんどの構造的に変化したタンパク質の産生を引き起こします。フィラデルフィア染色体の出現は、遺伝子融合の一例です。 9番染色体と22番染色体の間の転座によって形成されます。これはbcr1とabl遺伝子を融合させます。慢性骨髄性白血病（CML）を引き起こします。 Brc1-Abl融合タンパク質は腫瘍性タンパク質として機能します。

癌原遺伝子の変異は、細胞分裂を通じて次の細胞世代に受け継がれます。プロトオンコジーンの機能は細胞周期を積極的に調節することであるため、変異したオンコジーンは細胞を悪性段階にすることによって制御不能な細胞分裂を引き起こします。これは、体内に腫瘍や癌の形成を引き起こします。

結論

癌原遺伝子は、細胞の特殊化と分裂を担っています。突然変異に続いて、それらは癌の形成を誘発する癌遺伝子になります。癌原遺伝子の癌遺伝子への変換に関与する3つの主な方法は、点突然変異、遺伝子増幅、および遺伝子融合です。点突然変異の間、癌原遺伝子のヌクレオチド配列が変化し、構造的に変化したタンパク質を形成します。遺伝子増幅では、遺伝子産物の量が増加し、細胞分裂を引き起こします。遺伝子融合では、転座によって融合した遺伝子が腫瘍性タンパク質を形成します。

リファレンス：

1.「癌と細胞周期」。ルーメン：無限の生物学、ここで入手可能。 2.グリフィス、アンソニーJF 「癌：異常な細胞制御の遺伝学。」遺伝分析入門。第7版、米国国立医学図書館、1970年1月1日、こちらから入手できます。

画像提供：

1.「プロトオンコジーンフローチャートの変換」Haywardlc– Commons Wikimediaによる自作（CC0）2。「Oncogenesillustration」不明なイラストレーター– National Institutes of Health（Publicドメイン）コモンズウィキメディア経由