Диагностика генетического нарушения, явившегося причиной

Диагностика генетического нарушения, явившегося причиной возникновения
заболевания - важный этап медико-генетического консультирования. Выявление
микроделеции - спорадической мутации, позволяет прогнозировать низкий генетический
риск повторения СВ, синдрома del 22 и СПВ в семье. Кроме того, при подтверждении у
ребенка клинического диагноза синдром del 22 необходимым является обследование
родителей с целью выявления/ исключения данной хромосомной перестройки в кариотипе
и планирования пренатальной диагностики. Вследствие наличия нескольких механизмов
возникновения СПВ, обуславливающих различные риски повторения этого заболевания в
семье, отсутствие делеции 15q11.2-q13 диктует необходимость продолжения обследования
таких пациентов для уточнения генетического дефекта.
Исследования выполнены при поддержке Института генетики человека и
антропологии, г. Йена, ФРГ, Dr. rer. Nat. med. habil. T. Liehr.
1. M. Mann, M. Bartolomei Towards a molecular understanding of Prader-Willi and Angelman syndromes // Hum
Mol Genet. – 1999. – V. 8, № 10. – Р. 1867-1873.
2. M. Tassabehji Williams-Beuren syndrome: a challenge for genotype-phenotype correlations // Hum Mol Genet. –
2003. – V. 12. – P. 229-237.
3. L. D. Botto, K. May, P. M. Fernhoff, A. Correa, K. Coleman et al. A population-based study of the 22q11.2 deletion:
phenotype, incidence, and contribution to major birth defects in the population // Pediatrics. – 2003. – V.112 – P. 101-117.
ИССЛЕДОВАНИЕ ТАНДЕМНЫХ ПОЛИМОРФНЫХ ПОВТОРОВ ГЕНА ФАГ У
ПАЦИЕНТОВ С ФЕНИЛКЕТОНУРИЕЙ В БЕЛАРУСИ
Ю.В. Цукерман, К.А. Моссэ
ГУ РНПЦ «Мать и дитя», Минск, Беларусь
jtsuk@rambler.ru
Фенилкетонурия (ФКУ) – наследственное нарушение обмена фенилаланина,
обусловленное недостатком фермента фенилаланин гидроксилазы (ФАГ). Заболевание
приводит к развитию тяжелой формы олигофрении у больных, не получающих адекватного
лечения. ФКУ является одним из наиболее распространенных моногенных заболеваний в
Республике Беларусь (1 на 6500 новорожденных) [1].
Развитие ФКУ обусловлено мутациями в гене ФАГ, вызывающими полную или
частичную инактивацию фермента [2,3]. Ген ФАГ расположен на коротком плече 12-ой
хромосомы и насчитывает более 460 мутаций, что значительно затрудняет молекулярную
диагностику первичного дефекта [4]. В случаях, когда мутация неизвестна, пренатальная
диагностика заболевания может проводиться непрямым методом путем определения
генетического маркера, сцепленного с дефектным аллелем. Для этого используется, в
частности, определение варьирующих по числу тандемных повторов (VNTR).
VNTR гена ФАГ представляют собой тандемно повторяющиеся последовательности
размером 30 п.о., находящиеся на расстоянии 3 т.п.н. от последнего экзона [5]. Всего
идентифицировано десять аллелей, отличающихся по числу повторов. Локализация вблизи
гена, высокая степень полиморфизма, стабильное менделевское наследование, а также
достаточно простые и удобные методы анализа делают применение VNTR-системы весьма
эффективным для пренатальной диагностики в неинформативных и не полностью
информативных семьях с ФКУ.
В качестве биологического материала для исследования использовали ДНК,
выделенную из лейкоцитов крови. Амплификацию VNTR последовательностей гена ФАГ
выполняли с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР). Продукты амплификации
разделяли в полиакриламидном геле (9%).
333
Анализ VNTR проводили в образцах ДНК больных ФКУ и их родителей. Хромосомы
родителей, не несущие мутацию в гене ФАГ, составили группу популяционного контроля.
Всего распределение аллелей VNTR исследовано в 150 нормальных хромосомах и 244 ФКУ
хромосомах.
В исследованных хромосомах были выявлены аллели 3 (380 п.о.), 6 (470 п.о.), 7 (500
п.о.), 8 (530 п.о.), 9 (560 п.о.) и 12 (650 п.о.). В контрольной группе мажорными являются
аллели 3 и 8, они встречаются с частотой 34,6% и 28% соответственно. Полученные
результаты подтверждают данные литературы, согласно которым эти аллели являются
преобладающими в европейских популяциях [5].
У пациентов с ФКУ наблюдается резкое смещение соотношения аллелей в сторону
аллеля 3, так как с ним ассоциирована наиболее распространенная мутация R408W (частота
среди больных ФКУ более 60%). Для хромосом с другими мутациями соотношение аллелей
также отличается от соотношения в контрольной группе (рис. 1).
100
90
80
70
60
% 50
40
30
20
10
0
3
6
7
8
9
норма
ФКУ хромосомы с
R408W
12
ФКУ хромосомы без
R408Q
Рис. 1. Частоты аллелей полиморфного маркера VNTR гена ФАГ в нормальных хромосомах и хромосомах с
мутацией.
Показана более низкая частота аллеля 9 на ФКУ хромосомах, не несущих мутации
R408W, по сравнению с нормальными хромосомами и более высокая-аллеля 3. Аллель 12
был выявлен только в контрольной группе (табл. 1).
Таблица 1
Частота аллелей VNTR гена ФАГ в группе пациентов и контрольной группе
Частота VNTR аллелей гена ФАГ (%)
Пациенты
Контрольная группа
3
6
7
8
9
12
70
1,6
11,5
14,3
2,5
0
34,6
5,3
12,6
28
16,7
2,7
Анализ сцепления показал, что мутации R408W и R158Q полностью ассоциированы с
аллелем 3, тогда как для других мутаций ассоциация с определенным количеством повторов
не установлена (табл. 2).
По результатам исследования из 63 протестированных семей с ФКУ, 36 оказались
информативными по VNTR аллелям гена ФАГ.
334
Таблица 2
Ассоциация VNTR аллелей с мутациями в гене ФАГ
VNTR аллели гена ФАГ
Мутации
3
6
7
8
9
12
R408W
102
0
0
0
0
0
R158Q
30
0
0
0
0
0
IVS12nt1
2
0
0
3
0
0
IVS 10-11
0
1
0
1
0
0
R261Q
1
0
0
3
0
0
Y414C
1
0
0
0
0
0
неустановленные мутации
41
3
28
28
6
0
Всего
171
4
28
35
6
0
Гетерозиготность полиморфного маркера VNTR была рассчитана по формуле Н=1-∑q2,
где q-популяционная частота каждого аллеля и составила 83,27% для популяции Беларуси.
Установленный высокий показатель гетерозиготности аллелей VNTR гена ФАГ позволяет
считать данный полиморфный локус высокоинформативным генетическим маркером,
пригодным для проведения непрямой пренатальной диагностики ФКУ в нашей стране.
1. Н. Б. Гусина, Т. В. Васильева, С. В. Дубовик, А. А. Спектор, Е. С. Будейко, К. А. Моссэ Молекулярногенетические технологии в диагностике и профилактике наследственных нарушений метаболизма // Сб.
научных трудов “Молекулярная и прикладная генетика” / Институт генетики и цитологии НАН Беларуси.
Минск 2006. том 2. стр. 15-19.
2. K. Bartholomé Genetics and biochemistry of the phenylketonuria – present state // Hum. Genet. – 1979. – V. 51. – P. 241.
3. G. L. Arnold et al Factors affecting cognitive, motor, behavioral and executive functioning in children with
phenylketonuria // Acta Paediatr. – 1998. – V. 87. – P. 565.
4. Web site http://data.mmch.mcgill.ca/pahdb_new/images/reported_pah_mutations/jpg
5. A. A. Goltsov, R. C. Eisensmith, D. S. Koneckit, U. Lichter-Koneckit, S. L. C. Woo Associations between mutations and
a VNTR in the human phenylalanine hydroxylase gene // Am. J. Hum. Genet. – 1992. – V. 51. – P. 627-636.
ГЕНЫ POLR2J И PMS2 КАК МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МАРКЕРЫ
ЭВОЛЮЦИИ ВЫСШИХ ПРИМАТОВ И ЧЕЛОВЕКА
Г.В. Шпаковский, Е.К. Шематорова, Д.Г. Шпаковский
Институт биоорганической химии им. М.М. Шемякина и Ю.А.Овчинникова РАН,
Москва, Россия, gvs@ibch.ru
Одной из важнейших фундаментальных проблем современной генетики и всей
биологической науки в целом является происхождение и эволюция человека как живого
существа. Хотя такие весомые достижения молекулярной биологии начала этого столетия,
как установление довольно полной нуклеотидной последовательности генома Homo sapiens,
публикация первых, пока ещё только черновых вариантов геномов Pan troglodytes и Macaca
mulatta, продолжающееся крупномасштабное секвенирование геномов ряда других видов
современных приматов (Callithrix jacchus, Nomascus leucogenys, Pongo abelii) и подняли эту
проблему на новую, постгеномную высоту, она всё ещё далека от своего пусть даже
приблизительного решения. Действительно, несмотря на то, что давшая первый толчок
научному осмыслению проблемы симиальная гипотеза Чарльза Дарвина была разработана и
335