遺伝学の原理

引用

Snustad, D. P., & Simmons, M. J. (2015). Principles of Genetics (7th ed., loose-leaf). John Wiley & Sons.

章の要約

第7版（2015年10月、648ページ）は、印刷版が20章で、奇数番号の問題の解答、用語集、索引が付き、ほかに4章（第21–24章）がオンラインで提供される。各章は、第2章のクローン羊ドリーや第15章のデニソワ洞窟のゲノムのように、短い話題から始まる。目次には、章の中に「Solve It」と「Problem-Solving Skills」のコラムが繰り返し現れることも示されている。出版社は、入門課程で広く使われる教科書で、人間への視点を重視し、この版では内容を更新・簡素化して重要な概念と原理に焦点を当てたと説明している。

第1章：遺伝学という科学（The Science of Genetics）

導入の概観。メンデルの遺伝の法則、DNAの構造、ヒトゲノム計画という三つの里程標を挙げ、遺伝物質としてのDNA、複製、遺伝子発現、突然変異を紹介する。遺伝分析の水準（古典、分子、集団）と、農業・医学・社会への応用も概説する。

第2章：細胞の増殖（Cellular Reproduction）

細胞と染色体、有糸分裂と減数分裂、そして三つのモデル生物（パン酵母、シロイヌナズナ、マウス）の生活環。

第3–4章：メンデリズム：遺伝の基本原理；メンデリズムの拡張（Mendelism: The Basic Principles of Inheritance; Extensions of Mendelism）

第3章は、メンデルのエンドウの実験、一遺伝子雑種と二遺伝子雑種、パネット方格、分枝法と確率法、カイ二乗検定、ヒトの遺伝学における家系図を扱う。第4章は、不完全優性、複対立遺伝子、環境の影響、浸透度と表現度、上位性、多面発現、近親交配へと考えを広げる。

第5–7章：メンデリズムの染色体的基礎；染色体の数と構造の変異；真核生物における連鎖、交差、染色体地図の作成（The Chromosomal Basis of Mendelism; Variation in Chromosome Number and Structure; Linkage, Crossing Over, and Chromosome Mapping in Eukaryotes）

第5章は、不分離、ヒトの伴性遺伝、性決定、遺伝子量補償を通じて遺伝子と染色体を結びつける。第6章は倍数性、異数性、欠失、重複、逆位、転座を扱う。第7章は連鎖、組換え、交差、二点・三点交雑による地図作成、細胞遺伝学的地図、ヒトの連鎖解析を扱う。

第8章：細菌とそのウイルスの遺伝学（The Genetics of Bacteria and Their Viruses）

バクテリオファージT4とλ、細菌の突然変異、遺伝子交換の機構（形質転換、接合、プラスミドとエピソーム、形質導入）。

第9–10章：DNAと染色体の分子構造；DNAと染色体の複製（DNA and the Molecular Structure of Chromosomes; Replication of DNA and Chromosomes）

第9章は、DNAが遺伝情報を担うことの証明から始まり、DNAとRNAの構造、ウイルス・原核生物・真核生物の染色体構造、ヌクレオソーム、動原体、テロメアを扱う。第10章は、半保留複製、複製フォーク、原核生物の複製装置、テロメラーゼを含む真核生物の特徴を述べる。

第11–12章：転写とRNAプロセシング；翻訳と遺伝暗号（Transcription and RNA Processing; Translation and the Genetic Code）

第11章は、セントラルドグマ、原核生物と真核生物の転写、キャップ付加とポリアデニル化、イントロンとスプライシングを扱う。第12章は、タンパク質の構造、一遺伝子一酵素の実験、リボソーム、tRNA、ポリペプチド合成の各段階、ゆらぎ仮説を含む遺伝暗号の性質へと進む。

第13章：突然変異、DNA修復、組換え（Mutation, DNA Repair, and Recombination）

突然変異の種類と分子的基礎、変異誘発（エームズ試験を含む）、相補性テスト、DNA修復機構とヒトの修復欠損疾患、遺伝子変換を含む組換え。

第14–16章：分子遺伝学の技術；ゲノミクス；分子遺伝学の応用（The Techniques of Molecular Genetics; Genomics; Applications of Molecular Genetics）

第14章はクローニング、制限酵素、PCR、ライブラリー、ブロット法、DNA塩基配列決定を扱う。第15章はゲノミクス、ゲノム地図、ヒトゲノム計画、SNP、マイクロアレイ、原核・真核生物のゲノムを扱う。第16章は遺伝子の同定と診断、遺伝子治療、DNAプロファイリング、トランスジェニック生物、逆遺伝学、RNA干渉、CRISPR/Cas9によるゲノム工学へ向かう。

第17–18章：原核生物における遺伝子発現の調節；真核生物における遺伝子発現の調節（Regulation of Gene Expression in Prokaryotes; Regulation of Gene Expression in Eukaryotes）

第17章はオペロン、lacとtrpのオペロン、転写後の調節を扱う。第18章は転写因子、RNA干渉、クロマチンの構成、DNAメチル化、インプリンティング、染色体全体の不活性化を扱う。

第19–20章：複雑な形質の遺伝；集団遺伝学（Inheritance of Complex Traits; Population Genetics）

第19章は量的形質、分散、遺伝率、量的形質遺伝子座、ゲノムワイド関連解析、血縁者間の相関を扱う。第20章は対立遺伝子頻度、ハーディ–ワインベルグの原理、自然選択、遺伝的浮動、平衡を扱う。

オンライン第21–24章

第21章「転移性遺伝因子」、第22章「動物の発生の遺伝的制御」、第23章「がんの遺伝的基盤」、第24章「進化遺伝学」が、独自の「WC」ページ番号とともに目次に載っている。

主要概念

第1–8章：伝達遺伝学

• 分離と独立の法則：メンデルの原理。カイ二乗法で検定される。
• 上位性と多面発現：第4章の遺伝子相互作用。
• 連鎖と地図作成：交差が遺伝地図の基礎になる。
• 不分離：染色体説の証拠。

第9–16章：分子遺伝学

• 半保留複製：DNAの複製様式。
• セントラルドグマ、スプライシング、遺伝暗号：第11・12章。
• DNA修復と相補性：第13章。
• クローニング、PCR、CRISPR/Cas9：道具と応用。

第17–20章：調節と集団

• オペロン：lacとtrpの系。
• 遺伝率とQTL：複雑な形質の解析。
• ハーディ–ワインベルグの原理：対立遺伝子頻度の基準線。

批判的分析

長所

• メンデルからゲノミクスまでの完全な道筋。 目次は、交雑と染色体から、DNA、遺伝子発現、技術を経て、ゲノミクス、複雑な形質、集団へと進む。
• 章に組み込まれた練習。 「Solve It」と「Problem-Solving Skills」のコラムが全体に現れ、染色体の数え上げ、家系図からの予測、遺伝子地図の作成などの題材を含む。出版社も実験データの分析を強調している。
• 人間への視点。 出版社は人間の視点を強調しており、目次には遺伝カウンセリング、ヒトの連鎖、遺伝性の修復疾患、遺伝子治療、DNAプロファイリングがある。
• 簡素化。 出版社は、本書は包括的だが百科事典的ではなく、この版では一部の話題を削除または簡素化したと述べている。

短所

• 一部の話題はオンラインのみ。 転移因子、動物の発生、がん、進化遺伝学はオンラインの章にある。
• 後半の話題の扱いが短い。 集団遺伝学は約20ページの1章（第20章）、複雑な形質も1章（第19章）にとどまるため、深い理解が必要な読者は専門の教科書を探す必要がある。

コースにおける位置づけ

これは古典遺伝学から分子遺伝学、集団遺伝学までを扱う中級の遺伝学教科書である。『Genes: A Very Short Introduction』と『Introducing Genetics: From Mendel to Molecules』は、初めて出会うための短い本である。『Introduction to Genetic Analysis』は、古典的な遺伝を分子機構やゲノム解析と結びつける同等の教科書で、交雑や地図の解釈を練習したい学生向けであり、両者の選択は主に文体と練習問題の違いになる。『Genomes 5』はここの第15章よりはるかに深くゲノム全体を扱い、『Principles of Population Genetics』は、第20章の後に対立遺伝子頻度の理論を深く学びたい読者のための標準的な教科書である。

本書の使い方

一般生物学を学んだ後に遺伝学の入門課程を取る学生のために書かれている。第1–8章が伝達遺伝学、第9–13章が分子的基礎、第14–18章が道具と調節で、第19–20章は定量的な側面である。分子に重点を置く課程では、第3–7章を速めに読んでもよい。「Solve It」のコラムを読み進めながら解き、章末問題（奇数番号の解答は巻末にある）を、交雑、地図作成、確率を学ぶ主な方法とする。