B細胞表面タンパク質の細胞間発現のばらつきは、ヒトにおける遺伝子変異と関連している

Cell-to-cell expression dispersion of B-cell surface proteins is linked to genetic variants in humans.

• Gérard Triqueneaux
• Claire Burny
• Orsolya Symmons
• Stéphane Janczarski
• Henri Gruffat
• Gaël Yvert

抄録

均質な細胞の集団における遺伝子発現のばらつきは、様々な生物学的プロセスに影響を与えることが知られている。モデル生物では、天然の遺伝子変異が発現のばらつき（一定の平均値でのばらつき）を修飾することが発見されているが、ヒトではそのような影響を検出した研究はほとんどない。ここで、我々は、ヨルバ人集団の個体に由来する細胞株間で4つのタンパク質（CD23、CD55、CD63およびCD86）の単細胞発現を解析した。3,000万個以上の細胞からのデータを用いて、分散の個体間の実質的なばらつきを発見した。我々は、de novo細胞株の生成とサブクローニング実験を介して、この変動が細胞の不死化に関連する変動を上回ることを実証した。CD63の発現分散とrs971 SNPとの間に遺伝的な関連を検出した。我々の結果は、ヒトのDNA変異が遺伝子発現に本質的に確率的な影響を与えうることを示している。このような微妙な遺伝的影響は、表現型の変化や疾患の転帰に関与している可能性がある。

Variability in gene expression across a population of homogeneous cells is known to influence various biological processes. In model organisms, natural genetic variants were found that modify expression dispersion (variability at a fixed mean) but very few studies have detected such effects in humans. Here, we analyzed single-cell expression of four proteins (CD23, CD55, CD63 and CD86) across cell lines derived from individuals of the Yoruba population. Using data from over 30 million cells, we found substantial inter-individual variation of dispersion. We demonstrate, via de novo cell line generation and subcloning experiments, that this variation exceeds the variation associated with cellular immortalization. We detected a genetic association between the expression dispersion of CD63 and the rs971 SNP. Our results show that human DNA variants can have inherently-probabilistic effects on gene expression. Such subtle genetic effects may participate to phenotypic variation and disease outcome.