ABO血液型の分子遺伝学


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カール・ランドシュタイナー博士が1900年に発見したABO血液型系は輸血医学における最も重要な血液型系の一つです。ABO血液型系は2つの抗原(AおよびB抗原)と、それらに対する2つの抗体(抗A抗体と抗B抗体)から成り立っています。AおよびB抗原を発現しない人にそれらに対する抗A抗体や抗B抗体が自然に存在することで、不適合な血液の最初の輸血が抗原抗体反応を誘発し、時には致命的な結果を生じることにもなります。この自然抗体の存在が他の多くの血液型(たとえばRh型)との重要な違いの一つになっています。ABO血液型の発見は、血液型が適合した血液を輸血することで赤血球の凝集反応を含む抗原抗体反応を防ぎ、より安全な輸血という医療行為につながりました。4つの主要血液型(A, B, AB, O)以外にも、異なった程度の凝集反応を示す、いろいろな亜型も知られています。加えてAおよびB抗原は、赤血球表面だけでなく、他のタイプの細胞の表面や分泌液中にも認められます。そのためABO血液型系はABO組織血液型系とも呼ばれています。赤血球以外の細胞にAおよびB抗原が存在するということで、輸血以外にも細胞・組織・臓器の移植においてもABO血液型を適合することが重要となります。

AおよびB抗原、そしてそれらの生合成は医学だけでなく、いろいろな多くの生物分野での重要な課題となってきました。AおよびB抗原は糖転移酵素と呼ばれる一連の酵素による触媒される反応をとおして作られます。また、それらの抗原の合成の最終段階はABO式遺伝子座の機能的な対立遺伝子(AおよびB対立遺伝子)にコードされるAおよびB転移酵素の働きによって作られます。AおよびB抗原は人間以外の生物種にも存在することが知られています。さらにAおよびB抗原の産生を司る糖転移酵素と同じ、または、よく似た性質の酵素がそれらの生物種でも見つかっています。それゆえ、ABO式血液型は遺伝学、酵素学、そして進化学においても研究意義があります。また、A、B、およびO対立遺伝子の頻度が人種間で異なるという事実からABO式血液型は集団遺伝学、人類学、人類遺伝学の分野でも興味深い問題を提起しています。加えて、AおよびB抗原の発現は一定ではなく、発生や病気の進行に伴い変化します。そのため、その発現機序の研究は分子細胞学、発生生物学や癌研究においても重要です。

ランドシュタイナーにより発見された最初の血液型ABO式が、その後、多くの人たちにより改良され現在のより安全な輸血という医療行為に繋がったことを考えるとき、その分子遺伝的基礎の解明の重要性がわかると思われます。1990年に始まる私達のABO式血液型を規定する遺伝子のクローニング以来、ABO遺伝子とAおよびB転移酵素の構造解析が分子レベルで進んできました。このWebページの読者の皆さんが、このサイトを興味深く、また役にたつと思って頂ければ幸いです。組織血液型ABO系、ABH抗原、AおよびB転移酵素、そしてABO遺伝子の科学的基礎の理解が将来の更なる臨床への応用、そして発展へとつながることを期待します。


ABO BLOOD TYPE SITES

JP02. 組織血液型ABO系の分子遺伝学

JP03. ランドシュタイナーによるABO血液型の発見

JP04. AおよびB抗原

JP05. AおよびB糖転移酵素

JP06. ヒトA糖転移酵素cDNAのクローニング

JP07. 異なったABO表現型の細胞に存在するA糖転移酵素cDNAに相同な配列の証明

JP08. A/B/O対立遺伝子に由来するcDNAクローンの単離と塩基配列の決定

JP09. A/B/O対立遺伝子に由来するcDNAクローンの推定アミノ酸配列の違い

JP10. 制限酵素断片長多型によるAおよびB対立遺伝子とO対立遺伝子の区別

JP11. 制限酵素断片長多型によるAおよびO対立遺伝子とB対立遺伝子の区別

JP12. 制限酵素断片長多型を利用したABO遺伝子型の決定

JP13. AおよびB対立遺伝子間の塩基配列およびアミノ酸配列の違い

JP14. O対立遺伝子に見つけた変異

JP15. AとBの亜型対立遺伝子に見つけた変異

JP16. シス形ABおよびB(A)対立遺伝子に見つけた変異

JP17. 今までに見つかったヒトのABO対立遺伝子とその変異(2008)-1

JP18. 今までに見つかったヒトのABO対立遺伝子とその変異(2008)-2

JP19. ヒトのABO遺伝子で見つかった変異の種類

JP20. 遺伝子導入法によるヒトのABO遺伝子で見つかった変異の機能解析

JP21. A1およびB転移酵素発現ベクターによるAおよびB抗原の発現

JP22. A201およびA301対立遺伝子特異的な変異の導入による酵素活性の減少

JP23. O01およびO03対立遺伝子特異的な変異の導入による酵素活性の消失

JP24. A-B転移酵素キメラの酵素活性と基質特異性-1

JP25. A-B転移酵素キメラの酵素活性と基質特異性-2

JP26. A-B転移酵素キメラの酵素活性と基質特異性-3

JP27. A-B転移酵素キメラの酵素活性と基質特異性-4

JP28. コドン268のアミノ酸置換A転移酵素の酵素活性と基質特異性

JP29. A転移酵素のコドン266と268の周辺の構造の模式図

JP30. コドン268のアミノ酸置換B転移酵素の酵素活性と基質特異性

JP31. B転移酵素のコドン266と268の周辺の構造の模式図

JP32. ヒトA転移酵素の三次元構造

JP33. 他の生物種のゲノムDNAに存在する相同な配列

JP34. 霊長類のABO遺伝子の部分配列の比較

JP35. 霊長類のABO遺伝子の部分配列から作製した遺伝子進化系統樹

JP36. ABO遺伝子の進化系統樹(2008)

JP37. α1-3 Gal (NAc)転移酵素ファミリー

JP38. ABO遺伝子と類縁の遺伝子の進化系統樹

JP39. ABO遺伝子のコドン266と268の周辺に対応する位置の推定アミノ酸配列(2001)

JP40. ABO遺伝子と類縁の遺伝子の進化系統樹(2008)

JP41. α1-3 Gal (NAc)転移酵素ファミリーの遺伝子の部分推定アミノ酸配列(2008)

JP42. GGTA1遺伝子の部分推定アミノ酸配列

JP43. A3GALT2遺伝子の部分推定アミノ酸配列

JP44. GBGT1遺伝子の部分推定アミノ酸配列

JP45. ABO遺伝子の部分推定アミノ酸配列

JP46. GLT6D1遺伝子の部分推定アミノ酸配列

JP47. 糖転移酵素遺伝子ファミリー

JP48. ヒトの組織における様々な糖転移酵素遺伝子の発現

JP49. 階層的クラスタリングアルゴリズムを利用した糖転移酵素遺伝子の発現の解析

JP50. 要約と今後の課題

JP51 Collaborators

JP01. ABO血液型の分子遺伝学


Appendix 01. Discovery of the ABO blood group system

Appendix 02. Four major groups

Appendix 03. Genetic basis of ABO blood grouping

Appendix 04. ABH(O) substances

Appendix 05. Immuno-determinant structures of ABH(O) antigens

Appendix 06. The immuno-dominant sugars of the A and B antigens are GalNAc (N-acetyl-D-galactosamine) and galactose, respectively.

Appendix 07. The Biosynthetic pathways of the A and B antigens

Appendix 08. Linkage analysis of the ABO genes

Appendix 09. ABO blood groups and A and B transferase activity

Appendix 10. History of the purification attempt of A transferase

Appendix 11. A and B subgroups

Appendix 12. A1 and A2 subgroups

Appendix 13. A3, Ax, and B3 weak subgroups

Appendix 14. Discovery of cis-AB

Appendix 15. Two examples of cis-AB inheritance

Appendix 16. Discovery of B(A) phenotype

Appendix 17. Mapping of the ABO gene using the radiation hybrid panel

Appendix 18. ABH and related antigens

Appendix 19. The genomic structure of the human ABO gene

Appendix 20. Comparison of amino acid sequences of the ABO and related genes

Appendix 21. Comparison of gene organization between human and mouse ABO genes

Appendix 22. Polymorphism in the ABO gene that was observed among different species and subspecies of mice

Appendix 23. The specificity of the murine enzyme

Appendix 24. Porcine ABO gene

Appendix 25. A variety of methods for the ABO genotyping

Appendix 26. ABO Polymorphism & Infectious Disease Susceptibility

Appendix 27. ABO Polymorphism & Infectious Disease Susceptibility-2

Appendix 28. ABO Polymorphism & Cancer Susceptibility

Appendix 29. ABH Antigen Expression & Cancer

Appendix 30. ABO & Pancreatic Cancer

Appendix 31. ABO式血液型多型と食事(ダイエット)

Appendix 32. "血液型ダイエット"についての私の意見

Appendix 33. 神経生物学とABH血液型抗原

Appendix 34. ABO式血液型と性格(パーソナリティ)


"What You Had Better Know About ABO Blood Groups"
From History to Modern Genetics
From Red Blood Cell to Kidney, Hair, Seminal Fluid
From Blood Transfusion, Cell/Tissue/Organ Transplantation to Crime Scene Investigation
From Humans to Animals 










キーワード

組織血液型ABO系、ABO血液型、ABO遺伝子、 A糖転移酵素、B糖転移酵素、A転移酵素、B転移酵素、A糖鎖抗原、B糖鎖抗原、A抗原、B抗原、 H抗原、輸血、細胞移植、組織移植、臓器移植、血液型、免疫血清学、血液グループ、進化、糖転移酵素、霊長類、ガラクトース転移酵素、N-アセチルD-ガラクトサミン転移酵素、ガラクトース N-アセチルD-ガラクトサミン、多型、酵素学、 ABO遺伝子型、ABO表現型、オリゴ糖、転写、スプライシング、突然変異、酵素活性、基質特異性、赤血球、赤血球抗原、対立遺伝子、亜型、糖脂質,糖蛋白質、山本文一郎、遺伝子工学、酵素キメラ、ランドスタイナー、分子生物学、分子遺伝学、糖特異性、ダダモ博士、血液型ダイエット、能見正古比、血液型性格診断


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JP06. ヒトA糖転移酵素cDNAのクローニング 

JP07. 異なったABO表現型の細胞に存在するA糖転移酵素cDNAに相同な配列の証明 

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JP21. A1およびB転移酵素発現ベクターによるAおよびB抗原の発現 

JP22. A201およびA301対立遺伝子特異的な変異の導入による酵素活性の減少 

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JP24. A-B転移酵素キメラの酵素活性と基質特異性-1 

JP25. A-B転移酵素キメラの酵素活性と基質特異性-2 

JP26. A-B転移酵素キメラの酵素活性と基質特異性-3 

JP27. A-B転移酵素キメラの酵素活性と基質特異性-4 

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JP31. B転移酵素のコドン266と268の周辺の構造の模式図 

JP32. ヒトA転移酵素の三次元構造 

JP33. 他の生物種のゲノムDNAに存在する相同な配列 

JP34. 霊長類のABO遺伝子の部分配列の比較 

JP35. 霊長類のABO遺伝子の部分配列から作製した遺伝子進化系統樹 

JP36. ABO遺伝子の進化系統樹(2008) 

JP37. α1-3 Gal (NAc)転移酵素ファミリー 

JP38. ABO遺伝子と類縁の遺伝子の進化系統樹 

JP39. ABO遺伝子のコドン266と268の周辺に対応する位置の推定アミノ酸配列(2001) 

JP40. ABO遺伝子と類縁の遺伝子の進化系統樹(2008) 

JP41. α1-3 Gal (NAc)転移酵素ファミリーの遺伝子の部分推定アミノ酸配列(2008) 

JP42. GGTA1遺伝子の部分推定アミノ酸配列 

JP43. A3GALT2遺伝子の部分推定アミノ酸配列 

JP44. GBGT1遺伝子の部分推定アミノ酸配列 

JP45. ABO遺伝子の部分推定アミノ酸配列 

JP46. GLT6D1遺伝子の部分推定アミノ酸配列 

JP47. 糖転移酵素遺伝子ファミリー

JP48. ヒトの組織における様々な糖転移酵素遺伝子の発現

JP49. 階層的クラスタリングアルゴリズムを利用した糖転移酵素遺伝子の発現の解析 

JP50. 要約と今後の課題 

JP51. 共同研究者

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Appendix 01.Discovery of the ABO blood group system 

Appendix 02. Four major groups 

Appendix 03. Genetic basis of ABO blood grouping 

Appendix 04. ABH(O) substances 

Appendix 05. Immuno-determinant structures of ABH(O) antigens 

Appendix 06. The immuno-dominant sugars of the A and B antigens are GalNAc (N-acetyl-D-galactosamine 

Appendix 07. The Biosynthetic pathways of the A and B antigens 

Appendix 08. Linkage analysis of the ABO genes 

Appendix 09. ABO blood groups and A and B transferase activity 

Appendix 10. History of the purification attempt of A transferase 

Appendix 11. A and B subgroups 

Appendix 12. A1 and A2 subgroups 

Appendix 13. A3, Ax, and B3 weak subgroups 

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Appendix 20. Comparison of amino acid sequences of the ABO and related genes 

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Appendix 22. Polymorphism in the ABO gene that was observed among different species and subspecies o

Appendix 23. The specificity of the murine enzyme 

Appendix 24. Porcine ABO gene 

Appendix 25. A variety of methods for the ABO genotyping  

Appendix 26 ABO & Infectious disease-1

Appendix 27 ABO & Infectious disease-2

Appendix 28 ABO & Cancer Susceptibility

Appendix 29 ABH Expression in Cancer

Appendix 30 ABO & Pancreatic Cancer

ABO式血液型多型と食事(ダイエット) (Appendix 31)

"血液型ダイエット"についての私の意見 (Appendix 32)

神経生物学とABH血液型抗原 (Appendix 33)

ABO式血液型と性格(パーソナリティ) (Appendix 34)

ABO血液型の分子遺伝学



Fumiichiro Yamamoto, Ph.D. 

Josep Carreras Leukaemia Research Institute (IJC)   

Important Links:

Dr. Yamamoto's home page at Josep Carreras Leukaemia Research Institute (IJC)   

http://www.carrerasresearch.org/en/immunohematology-and-glycobiology_23995


Some of Dr. Yamamoto's publications

Yamamoto, F., Marken, J., Tsuji, T., White, T., Clausen, H., and Hakomori, S. (1990). Cloning and characterization of DNA complementary to human UDP-GalNAc:Fuc alpha1->2Gal alpha 1>3 GalNAc transferase (histo-blood group A transferase) mRNA. J. Biol. Chem. 265: 1146-1151.

http://www.jbc.org/cgi/reprint/265/2/1146

Yamamoto, F., Clausen, H., White, T., Marken, J., and Hakomori, S. (1990). Molecular genetic basis of histo-blood group ABO system. Nature 345: 229-233.


Yamamoto, F., and Hakomori, S. (1990). Sugar-nucleotide donor specificity of histo-blood group A and B transferases is based on amino acid substitutions. J. Biol. Chem. 265: 19257-19262.

http://www.jbc.org/cgi/reprint/265/31/19257

Yamamoto, F., McNeill, PD., and Hakomori, S. (1995). Genomic organization of human histo-blood group ABO genes. Glycobiology 5: 51-58.

http://glycob.oxfordjournals.org/cgi/reprint/5/1/51

Saitou, N., and Yamamoto, F. (1997). Evolution of primate ABO blood group genes and their homologous genes. Mol. Biol. Evol. 14: 399-411.

http://mbe.oxfordjournals.org/cgi/reprint/14/4/399

Kominato, Y., Tsuchiya, T., Hata, N. Takizawa, H., and Yamamoto, F. (1997). Transcription of the human ABO blood group gene is dependent upon minisatellite sequence which binds the transcription factor CBF/NF-Y. J. Biol. Chem. 272: 25890-25898.

http://www.jbc.org/cgi/content/full/272/41/25890

Kominato, Y., Hata, Y., Takizawa, H., Tsuchiya, T., Tsukada, J., and Yamamoto, F. (1999). DNA methylation-dependent expression of human histo-blood group ABO genes. J. Biol. Chem. 274:37240-37250.

http://www.jbc.org/cgi/content/full/274/52/37240

Yamamoto, M., Lin, X-H., Kominato, Y., Hata, Y., Noda, R., Saitou, N., and Yamamoto, F. (2001). Murine equivalent of the human histo-blood group ABO gene is a cis-AB gene and encodes a glycosyltransferase with both A and B transferase activity. J. Biol. Chem. 276: 13701-13708.

http://www.jbc.org/cgi/content/full/276/17/13701

Yamamoto, F. and Yamamoto, M. (2001). Molecular genetic basis of porcine histo-blood group AO system. Blood 97: 3308-3310.

http://bloodjournal.hematologylibrary.org/cgi/reprint/97/10/3308

Yamamoto, F. (2001). Cloning and regulation of ABO genes. Transfusion Med. 11: 281-294.

http://www.blackwell-synergy.com/doi/abs/10.1046/j.1365-3148.2001.00316.x

Kominato, Y., Hata, Y., Takizawa, H., Matsumoto, K., Yasui, K., Tsukada, J., and Yamamoto, F. (2002). Alternative promoter identified between an hypermethylated upstream region of repetitive elements and a CpG island in the human ABO histo-blood group genes. J. Biol. Chem. 277: 37936-37948.

http://www.jbc.org/cgi/content/full/277/40/37936

Hata, Y., Kominato, Y., Takizawa, H., Tabata, S., Michino, J., Nishino, K., Yasumura, S. and Yamamoto, F. (2003). Transcription starting from an alternative promoter leads to the expression of the human ABO histo-blood group antigen. Transfusion 43: 656-662.

http://www.blackwell-synergy.com/doi/abs/10.1046/j.1537-2995.2003.00382.x

Yamamoto, F. (2004). The ABO Blood Group System: ABH oligosaccharide antigens, anti-A and anti-B antibodies, A and B glycosyltransferases, and ABO genes. Immunohematology 20: 3-22.
http://www.redcross.org/pubs/immuno/

Other interesting information

Blumenfeld, O.O. (2002). Mutation Databases and Other On-Line Sites as a Resource for Transfusion Medicine: History and Attributes. Transfusion Medicine Reviews 16: 103-114.

Körmöczi, G.F. and Mayr, W.R. (2005). Milestones in immunology. Transplant Immunology 14, 155-157.


Database Links

Ensembl Human Genome Database

http://www.ensembl.org/Homo_sapiens/index.html

Pub-Med search

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez

The Blood Group Antigen Gene Mutation Database

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/gv/mhc/xslcgi.cgi?cmd=bgmut/home