Genomes 5（ゲノム 第5版）

引用

Brown, T. A. (2023). Genomes 5 (5th ed.). CRC Press.

章の要約

本書は全18章を4部に分け、約548ページです。出版社によれば、前の版と同様に、まず技術、次にゲノムの構造、続いてゲノムの機能、最後にゲノムの進化の順に進み、各章末には短答式の問題と掘り下げた問題が付いています。

第1部 ゲノムはどのように研究されるか（第1〜6章）：ゲノム、トランスクリプトーム、プロテオーム／DNAの研究／ゲノムのマッピング／ゲノムの配列決定／ゲノムのアノテーション／遺伝子機能の同定

冒頭でゲノム、トランスクリプトーム、プロテオームを紹介し、その後、DNAの扱い方、マッピング、配列決定、アノテーション、遺伝子機能の決定といった方法に移ります。紹介文によれば、配列決定とアセンブルにはロングリード配列決定が含まれ、アノテーションではゲノム全体のRNAマッピングが重視され、遺伝子機能の決定法にはCRISPR-Cas9とGWASが含まれます。

第2部 ゲノムの構造（第7〜9章）：真核生物の核ゲノム／原核生物と真核生物オルガネラのゲノム／ウイルスゲノムと可動性遺伝因子

3つの章でゲノムの主な型を説明します。真核生物の核ゲノム、原核生物のゲノムと真核生物のオルガネラのゲノム、そしてウイルスゲノムと可動性遺伝因子です。出版社は、これらの章が第1部の技術によって得られた知識に基づくと述べています。

第3部 ゲノムはどのように発現するか（第10〜14章）：ゲノムへのアクセス／ゲノム発現におけるDNA–タンパク質相互作用の役割／トランスクリプトーム／プロテオーム／細胞と生物個体の中でのゲノム発現

発現はゲノム全体のレベルで扱われます。紹介文によれば、DNAのパッケージング、エピゲノム修飾、DNA結合タンパク質、ノンコーディングRNA、調節配列、タンパク質間相互作用がゲノム全体に及ぼす影響が中心で、続いてトランスクリプトームとプロテオーム、細胞と個体における発現を扱います。メタボロミクスとシステム生物学の例にも触れています。

第4部 ゲノムはどのように複製され進化するか（第15〜18章）：ゲノムの複製／組換えと転移／突然変異とDNA修復／ゲノムはどのように進化するか

最終部は複製、組換えと転移、突然変異と修復を扱い、ゲノム進化で締めくくります。出版社は、最終章の主題として、エピゲノムの進化、ゲノミクスによるヒトの進化の研究、集団ゲノミクスによる植物育種の推進を挙げています。

主要概念

第1部：方法（第1〜6章）

• ゲノム、トランスクリプトーム、プロテオーム：第1章で紹介される3つの水準の生物情報。
• マッピングと配列決定：第3章と第4章がそれぞれ扱い、後者にはロングリードDNA配列決定が含まれます。
• ゲノムアノテーションと遺伝子機能：第5〜6章。RNAマッピング、CRISPR-Cas9、GWASを含みます。

第2〜3部：構造と発現（第7〜14章）

• ゲノムの構造：真核生物の核ゲノム、原核生物、オルガネラ、ウイルスのゲノムと可動性遺伝因子。
• エピゲノムとDNA–タンパク質相互作用：第10〜11章の題名と、出版社によるゲノム全体の発現制御の説明に現れます。
• トランスクリプトームとプロテオーム：第12章と第13章で、それぞれ独立した研究対象として扱われます。

第4部：複製と進化（第15〜18章）

• 組換えと転移：第16章。
• 突然変異とDNA修復：第17章。
• ゲノム進化：第18章。

批判的分析

長所

• 明快な4部構成。 出版社は、ナビゲーションを助ける4部構成を特長として挙げており、目次もそれを裏づけます。方法、構造、発現、そして複製と進化の順です。
• 結果の前に方法。 マッピング、配列決定、アノテーション、機能解析の方法を先に置くことで、後のゲノム構造や発現の章を、データがどう得られたかと結びつけて読めます。
• 幅広い生物をカバー。 紹介文は、ウイルス、細菌、菌類、植物、動物（ヒトやその他のヒト科を含む）を扱うとしており、目次ではオルガネラとウイルスのゲノムにそれぞれ章があります。
• 練習問題を内蔵。 各章末に短答式問題と掘り下げた問題があり、出版社によれば約548ページに546点のカラー図があります。出版社のページに引用された書評では、ゲノムを理解するための優れた資料（Ian Gonzales、イェール大学医学部）、拡大を続けるゲノミクスの分野をよく描いている（Tony Reynolds、The Biologist）と評されています。

短所

• 古典遺伝学ではなくゲノミクス。 目次にはメンデル交雑や集団遺伝学の章がありません。これらが必要な読者は、一般的な遺伝学の教科書を先に、または並行して使うとよいでしょう。
• 前提知識が必要。 本サイトは前提として遺伝学入門と基礎的な分子生物学を挙げており、出版社はゲノムとゲノミクスを扱う上級課程に最適な教科書として紹介しています。
• 変化の速い分野。 出版社は2020年代の研究への言及を強調していますが、そのぶん配列決定やアノテーションなどの方法の章は、複製や修復の章よりも早く古くなるでしょう。

コースにおける位置づけ

遺伝学の書目の中で、『Genomes 5』はゲノミクスに重点を置いた教科書です。『Genes: A Very Short Introduction』と『Introducing Genetics: From Mendel to Molecules』は初めて遺伝学に触れる人向けで、後者はメンデルの実験と染色体から始まります。『Introduction to Genetic Analysis』と『Principles of Genetics』はより本格的な教科書で、古典的な遺伝と分子・ゲノム解析を結びつけ、Brownの前に交雑、マッピング、遺伝子の作用を学ぶ場として通常使われます。『Principles of Population Genetics』は対立遺伝子頻度の変化を扱う理論寄りの別の教科書で、第18章のゲノム進化を補いますが、代わりにはなりません。

Brownは、一般的な遺伝学の教科書の後、二つ目か三つ目の遺伝学課程として読むのが適切です。課程がゲノムを軸に組まれているなら、分子生物学の教科書と並行して読むこともできます。

本書の使い方

遺伝学入門を終え、DNA構造、転写、翻訳の基礎を理解している学生が、ゲノムとゲノミクスの課程で使うのに向いています。

• 中核： 第1部と第2部（第1〜9章）を順に読みます。以降の章が前提とする方法とゲノムの型が示されます。
• 発現と複製： 第3部（第10〜14章）は分子生物学の課程の後に読むのが最適です。第14章はゲノム全体の視点を細胞と個体に引き戻します。第4部（第15〜18章）は順に、または選択して読み、第18章を総まとめとします。
• 選択読み： ゲノム解析の課程は第2〜6章と第18章に、遺伝子制御の課程は第10〜14章に集中できます。
• 練習： 各章の短答式問題を先に解き、その後で掘り下げた問題に取り組みます。