Изучены ассоциации генов, дифференциально экспрессирующихся в плаценте, с риском развития преэклампсии (ПЭ) у женщин Центральной России. Исследование проведено на выборке из 366 беременных с преэклампсией и 631 женщин контрольной группы. Всем беременным проводилось типирование специально отобранных девяти SNP генов, дифференциально экспрессирующихся в плаценте. Ассоциации SNP генов-кандидатов c преэклампсией оценивали при помощи логистической регрессии. Для полиморфных вариантов, показавших ассоциации с ПЭ, оценивали in silico их функциональные эффекты. Установлено, что аллель G rs36011588 TMEM136 оказывает протективный эффект (ОШ = 0.65), а гаплотип CA гаплоблока rs2532058–rs66707428 PPP1R12C является фактором риска (ОШ = 1.21) развития преэклампсии. Ассоциации данных SNP с формированием преэклампсии могут быть обусловлены их важным эпигенетическим значением: расположены в сайтах для модифицированных гистонов в областях промоторов и энхансеров, в ДНКаза-гиперчувствительных сайтах, сайтах связывания с регуляторными белками, в доменах связывания с факторами транскрипции. Также данные локусы связаны с уровнем транскрипции и альтернативного сплайсинга в тканях, патогенетически значимых для развития преэклампсии.

Dilated cardiomyopathy (DCM) is one of the most common and clinically heterogeneous forms of cardiomyopathy characterized by a high risk of unfavorable course and outcome. A complex etiology has been shown for DCM. Genetic factors contribute to both familial and sporadic cases. The review summarizes information on the role of genetic factors in the clinical variability of DCM. Much of the data accumulated to date indicates a high genetic heterogeneity of DCM. There are numerous rare pathogenic variants in more than 100 genes that lead to the disease. The type, number, and localization of these genetic variants can affect the clinical course of DCM. Furthermore, common genetic variants are localized in various loci, including genomic regulatory regions and genes of “monogenic forms” of DCM, acting as factors modifying the pathological phenotype.

Дилатационная кардиомиопатия (ДКМП) – одна из наиболее распространенных и клинически гетерогенных форм кардиомиопатий, для которой характерен высокий риск неблагоприятного течения и исхода. ДКМП имеет сложную этиологию, но как при семейных, так и при спорадических случаях существенный вклад в ее развитие вносят генетические факторы. В обзоре обобщается информация о роли генетических факторов в развитии ДКМП и в определении вариабельности ее клинического течения. Накопленные к настоящему времени данные свидетельствуют о высокой генетической гетерогенности ДКМП: известны многочисленные редкие патогенные варианты в более 100 генах, приводящие к развитию данного заболевания, а их тип, число и локализация могут влиять на клиническую картину болезни. Кроме того, идентифицированы распространенные генетические варианты, расположенные в различных локусах (включая регуляторные регионы генома и гены “моногенных форм” ДКМП), способные модифицировать патологический фенотип.

The advent of high-throughput sequencing technologies has expanded our understanding of the biological significance of non-coding regions of the genome. In recent years, more and more studies have been devoted to studying the role of noncoding RNAs in the development of diseases, as well as their participation in various cellular processes. Until now, all transcriptome studies of native placental tissue with the description of the noncoding RNA region were carried out without isolating individual cell populations. This approach, due to the high cellular heterogeneity of the placental tissue, significantly complicates the ability to determine the molecular-biological functions of individual cells and their role in the molecular pathogenesis of reproductive disorders. In this work, we propose a technique for obtaining total RNA from single decidual cells of frozen placental tissue obtained by laser-capture microdissection technology for transcriptome sequencing, including a cluster of noncoding RNAs. This technique can be successfully used to study the full-genome expression profile of other placental cell populations. The high accuracy of results on the transcriptome profiling of decidual cells obtained using the developed technique was additionally confirmed by an integrative analysis with the results of a 10x Genomics experiment.

Появление технологий высокопроизводительного секвенирования позволило расширить наше представление о биологической значимости некодирующих участков генома человека. В последние годы появляется все больше исследований, посвященных изучению роли некодирующих РНК в развитии болезней, а также их участия в различных клеточных процессах. До настоящего времени все полнотранскриптомные исследования нативной плацентарной ткани с описанием области некодирующей РНК проводили без выделения отдельных клеточных популяций. Такой подход, ввиду высокой клеточной гетерогенности плацентарной ткани, существенно усложняет возможность определения молекулярно-биологических функций отдельных клеток и их роли в молекулярном патогенезе репродуктивных нарушений. В представленной работе предложена методика получения тотальной РНК из единичных децидуальных клеток замороженной плацентарной ткани, полученных с помощью технологии лазерной микродиссекции, для последующего секвенирования полного транскриптома, включая кластер некодирующих РНК. Данная методика может быть успешно использована при изучении полногеномного профиля экспрессии в других клеточных популяциях плаценты. Высокая точность результатов транскриптомного профилирования децидуальных клеток, полученных с помощью разработанной методики, дополнительно подтверждается интегративным анализом с данными эксперимента, выполненного на платформе 10х Genomics.

The indigenous populations of Siberia are of significant interest for population genomics because of the specificity of their gene pools, which developed in various genetic and demographic conditions. Data on directional selection signals is an important addition to the existing data on the evolution of gene pools and the mechanisms of genetic adaptation of the population of Eurasia. We used genotype array of 1 779 819 SNPs in a group of 477 unrelated subjects, including 20 indigenous populations of Siberia, to search for directional selection signals using a test for extended homozygosity of haplotypes (nSL). The present study detected that all studied populations of Siberia strongly differ from each other in the composition of genes that demonstrate the effect of selection. The largest number of significant signals of natural selection was found in the populations of the Khanty, Koryaks, and Chukchi. The genes ADGRB3, ANO3, CDH13, CUEDC1, and PCDH15 are distinguished among the genomic loci carrying the most pronounced directional selection signals in the northern populations.

Популяции коренных этносов Сибири представляют значительный интерес для популяционной геномики по причине специфичности их генофондов, развивавшихся в различных генетико-демографических условиях. Данные о сигналах направленного отбора являются важным дополнением к существующим данным о эволюции генофондов и механизмах генетической адаптации населения Евразии. Мы использовали массив генотипов по 1 779 819 SNP в выборке из 477 человек, включающей 20 популяций коренного населения Сибири, для поиска сигналов направленного отбора с помощью теста на протяженную гомозиготность гаплотипов (nSL). Для популяций Сибири обнаружено, что все исследованные популяции сильно отличаются друг от друга по составу генов, которые демонстрируют влияние отбора. Наибольшее число значимых сигналов естественного отбора выявлено в популяциях хантов, коряков и чукчей. Среди локусов генома, несущих наиболее выраженные сигналы направленного отбора, в северных популяциях выделяются гены ADGRB3, ANO3, CDH13, CUEDC1, PCDH15.

Dysregulation of microRNA (miRNA) expression is associated with a susceptibility to many diseases, including atherosclerotic lesions of the coronary and carotid arteries and the development of clinical complications such as coronary heart disease, myocardial infarction, chronic cerebral ischemia, ischemic stroke. Recently, more and more studies analyze the miRNA regulome including a network of regulatory elements for the expression of miRNAs themselves and targets under their control. The review summarizes the data from articles concerned miRNA expression and changes in DNA methylation in the miRNA genes in human atherosclerotic arteries, as well as with the analysis of the association between single nucleotide polymorphisms and copy number variations in the miRNA genes with clinical complications of atherosclerosis.

Нарушение регуляции экспрессии микроРНК связано с предрасположенностью ко многим заболеваниям, в том числе к атеросклеротическому поражению коронарных и сонных артерий и развитию таких осложнений, как ишемическая болезнь сердца, инфаркт миокарда, хроническая ишемия головного мозга, ишемический инсульт. В последнее время появляется все больше работ, в которых анализируется регулом микроРНК, включающий сеть регуляторных элементов экспрессии собственно микроРНК и мишеней, находящихся под их контролем. В обзоре рассмотрена экспрессия микроРНК и изменения метилирования ДНК в области генов микроРНК в артериях человека при их атеросклеротическом поражении, а также проанализирована связь однонуклеотидных полиморфизмов и вариаций числа копий участков ДНК в области генов микроРНК с клиническими осложнениями атеросклероза.

The pandemic of coronavirus disease 2019 (COVID-19) warrants the identification of factors that may determine both risk and severity of infection. The factors include microRNAs that have a wide regulatory potential and hence are particularly interesting. The review focuses on the potential roles of human microRNAs and the viral genome as well as microRNAs in SARS-CoV-2 infection and clinical features of COVID-19. The review summarizes the information about the human microRNAs that are thought to specifically bind to the SARS-CoV-2 genome and considers their expression levels in various organs (cells) in both healthy state and pathologies that are risk factors for severe COVID-19. Potential mechanisms whereby SARS-CoV-2 may affect the clinical features of COVID-19 are discussed in brief. The mechanisms include blocking of human microRNAs and RNA-binding proteins, changes in gene expression in infected cells, and possible epigenetic modifications of the human genome with the participation of coronavirus microRNAs.

The pandemic of coronavirus disease 2019 (COVID-19) warrants the identification of factors that may determine both risk and severity of infection. The factors include micro RNAs that have a wide regulatory potential and hence are particularly interesting. The review focuses on the potential roles of human microRNAs and the viral genome as well as microRNAs in SARS-CoV-2 infection and clinical features of COVID-19. The review summarizes the information about the human microRNAs that are thought to specifically bind to the SARS-CoV-2 genome and considers their expression levels in various organs (cells) in both healthy state and pathologies that are risk factors for severe COVID-19. Potential mechanisms whereby SARS-CoV-2 may affect the clinical features of COVID-19 are discussed in brief. The mechanisms include blocking of human microRNAs and RNA-binding proteins, changes in gene expression in infected cells, and possible epigenetic modifications of the human genome with the participation of coronavirus microRNAs.

Detection and precise genomic mapping of balanced chromosomal abnormalities in patients with impaired fertility or a clinical phenotype represent a challenge for current cytogenomics owing to difficulties with precise breakpoint localization in the regions enriched for DNA repeats and high genomic variation in such regions. Here, we present a comprehensive cytogenomic approach to breakpoint mapping in a rare paracentric inversion on 10q (in a patient with oligoasthenoteratozoospermia and necrozoospermia) that does not affect other phenotype traits. Multicolor banding, chromosomal microarray analysis, chromosome microdissection with reverse painting, and single-copy sequencing of the rearranged chromosome were performed to determine the length and position of the inverted region as well as to rule out a genetic imbalance at the breakpoints. As a result, a paracentric 19.251 Mbp inversion at 10q22.2q23.3 was described. The most probable location of the breakpoints was predicted using the hg38 assembly. The problems of genetic counseling associated with enrichment for repeats and high DNA variability of usual breakpoint regions were discussed. Possible approaches for cytogenomic assessment of couples with balanced chromosome rearrangements and problems like reproductive failures were considered and suggested as useful part of effective genetic counseling.