В работе представлены клинические данные и молекулярно-цитогенетическое описание редкой микродупликации в регионе 20p13 у пациентки с комплексным пороком сердца, аномалией бронхов, дисморфичными фенотипическими чертами, гидроцефалией. Материалы и методы. Пациентке в возрасте 4 месяцев, был проведен полногеномный анализ с использованием ДНК-микрочипов высокого разрешения SurePrint G3 Human Genome CGH+SNP Microarray Kit, 8 х 60K. Результаты. Унаследованная от матери микродупликация включает 46 генов. Фенотип пациентки и данные анамнеза могут быть частично объяснены входящими в перестройку генами. Дупликация генов GnRH-II, OXT у матери могла повлиять на преждевременное рождение ребенка. Гены EBF4, CENPB, участвуют в процессах клеточного деления и миграции клеток, активации MAP-киназного пути, и таким образом могут быть вовлечены в эмбриогенез. Ген ADAM33 влияет на межклеточные взаимодействия в легких и возможно, связан с развитием брониальных аномалий у ребенка. Дальнейшее наблюдение за ребенком и обследование матери позволят уточнить влияние микродупликации 20p13 на фенотип.

Исследован полиморфизм митохондриальной ДНК (мтДНК) в группе пациентов с клинически выраженным атеросклерозом сонных артерий и в контрольной группе индивидов с субклиническим атеросклерозом. Определены частоты основных гаплогрупп мтДНК. Сравнение частот гаплогрупп H, U, J и T в исследуемых выборках показало более высокую частоту гаплогруппы J в контроле: 17,65%, по сравнению с 4,55% в группе больных (p = 0,0145). Полученные результаты указывают на протективный эффект гаплогруппы J в отношении развития клинически выраженного каротидного атеросклероза.

Варфарин назначается большому количеству пациентов при различных заболеваниях, однако существуют 20-кратные межиндивидуальные различия требуемой дозировки; превышение же необходимой дозы чревато осложнениями в виде кровотечений различной локализации, вплоть до развития жизнеугрожающих состояний. Известны генетические факторы, оказывающие существенное влияние на метаболизм варфарина в организме. Цель настоящего исследования заключалась в разработке набора олигонуклеотидов и методики генотипирования генетических полиморфизмов, влияющих на эффективность действия варфарина. Разработанная мультиплексная панель включает 6 полиморфных вариантов в генах биотрансформации, сочетания генотипов которых определяют подбор правильной дозы варфарина: CYP2C9 (rs1799853, rs1057910), VKORC1 (rs9923231, rs8050894), CYP4F2 (rs2108622) и GGCX (rs11676382). Для разработки набора проб были проанализированы тип генотипируемых замен, и характеристики ДНК в регионе данных SNP; возможность мультиплексирования проверяли на основании результатов реакции с набором Primer Focus Kit. Проведено мультиплексное генотипирование контрольных образцов ДНК с известными генотипами. Генотипы, определенные методом SNaPshot-анализа соответствовали полученным стандартными методами. Таким образом, разработана и верифицирована панель проб для мультиплексного генотипирования шести SNP, связанных с индивидуальной чувствительностью к варфарину. Использование в клинической практике результатов данного анализа позволит повысить эффективность антикоагулянтной терапии и снизить частоту проявления побочных эффектов.

Варфарин назначается большому количеству пациентов при различных заболеваниях, однако существуют 20-кратные межиндивидуальные различия требуемой дозировки; превышение же необходимой дозы чревато осложнениями в виде кровотечений различной локализации, вплоть до развития жизнеугрожающих состояний. Известны генетические факторы, оказывающие существенное влияние на метаболизм варфарина в организме. Цель настоящего исследования заключалась в разработке набора олигонуклеотидов и методики генотипирования генетических полиморфизмов, влияющих на эффективность действия варфарина. Разработанная мультиплексная панель включает 6 полиморфных вариантов в генах биотрансформации, сочетания генотипов которых определяют подбор правильной дозы варфарина: CYP2C9 (rs1799853, rs1057910), VKORC1 (rs9923231, rs8050894), CYP4F2 (rs2108622) и GGCX (rs11676382). Для разработки набора проб были проанализированы тип генотипируемых замен, и характеристики ДНК в регионе данных SNP; возможность мультиплексирования проверяли на основании результатов реакции с набором Primer Focus Kit. Проведено мультиплексное генотипирование контрольных образцов ДНК с известными генотипами. Генотипы, определенные методом SNaPshot-анализа соответствовали полученным стандартными методами. Таким образом, разработана и верифицирована панель проб для мультиплексного генотипирования шести SNP, связанных с индивидуальной чувствительностью к варфарину. Использование в клинической практике результатов данного анализа позволит повысить эффективность антикоагулянтной терапии и снизить частоту проявления побочных эффектов.

У пациентов с интеллектуальной недостаточностью и нарушениями развития описано более 230 микроделеций и только порядка 80 микродупликаций с доказанной патогенетической значимостью. Факт зарегистрированного дисбаланса по числу CNV с преобладанием микроделеций может являться косвенным подтверждением устоявшегося мнения, что микродупликации являются менее патогенными ввиду более мягкого клинического проявления. Цель исследования - определить частоту и спектр патогенетически значимых хромосомных микродупликаций у пациентов с нарушениями умственного развития, оценить соотношение клинически значимых микродупликаций и микроделеций в данной группе больных. Выборка сформирована из 216 пациентов в возрасте от 2 до 18 лет: дети, страдающие нарушениями умственного развития и имеющие дизморфии и/или врожденные аномалии. Поиск хромосомных микродупликаций проводился методом матричной сравнительной геномной гибридизации на микрочипах (8х60K, Agilent Technologies). Для подтверждения обнаруженных у пробандов сегментных трисомий и определения их происхождения использовался метод количественной ПЦР в режиме реального времени. Среди выявленных патогенетически значимых вариаций числа копий участков ДНК, зарегистрированных у 81 пациента с нарушениями умственного развития (37%), несбалансированные транслокации или комбинации разных типов СNVs идентифицированы у 9 человек, 2 пациента явились носителями кольцевых хромосом 13 и 22, у 70 больных обнаружено 36 делеций и 34 дупликации, соотношение которых составило 51% и 49% соответственно. При анализе происхождения частичных трисомий установлено, что в 8 случаях (47%) микродупликации возникли de novo, а в 9 случаях (53%) были унаследованы от фенотипически здоровых родителей. Частота клинически значимых хромосомных микродупликаций в группе пациентов с нарушениями умственного развития составила 15,7%, микроделеций - 16,7%. Равнопредставленность полярных изменений копийности ДНК в нашем исследовании, вероятно, может указывать на недоучет микродупликаций как причины развития патологии и на важность их более детального изучения.

Проведен анализ структуры генофонда хакасcких родов (сеоков) по маркерам Y-хромосомы. Результаты анализа частот гаплогрупп и YSTR-гаплотипов свидетельствуют, что хакасские сеоки являются родственными объединениями, в большинстве случаев имеющими одного родоначальника по мужской линии. Показано, что мужская часть генофонда хакасов структурирована, прежде всего, по родовому принципу. Для подавляющего большинства образцов установлена тесная генетическая близость представителей одного сеока.

Роль CNV в патогенезе умственной отсталости и аутизма значительна. Тем не менее, при анализе CNV-ассоциированных заболеваний дискуссионным вопросом остается выделение патогенетически значимых CNV, при этом механизмы фенотипического проявления унаследованных полиморфных вариантов и их неполной пенетрантности остаются во многом неясными. В настоящее время неполная пенетрантность CNV объясняется, в основном, с точки зрения аллельных взаимодействий различных генетических вариантов. При этом эпигенетические механизмы регуляции экспрессии генов в контексте структурных вариаций генома остаются практически неизученными. Целью настоящей работы являлся поиск дифференциально метилированных CpG-сайтов, локализованных в регионах с унаследованными CNV, в семьях с умственной отсталостью и аутизмом. В результате проведенной работы идентифицировано дифференциальное метилирование внутригенных CpG-сайтов гена IMMP2L в семье больного с умственной отсталостью и микроделецией 7q31.1. Полученные данные указывают на возможность участия метилирования ДНК в реализации механизмов неполной пенетрантности CNV-ассоциированных патологических состояний.

Протяженные хромосомные аберрации часто являются причиной задержки психомоторного развития, интеллектуальных нарушений и врожденных пороков развития. Несмотря на высокую частоту мутаций, вовлекающих, как правило, нескольких генов, а также большое разнообразие самих хромосомных аномалий, в настоящее время не существует способов эффективного лечения таких пациентов. Цель - изучение спонтанной хромосомной нестабильности у пациентов с кольцевыми хромосомами в дифференцированных и индуцированных плюрипотентных стволовых клетках (ИПСК). У пациентов с интеллектуальными нарушениями и аномалиями развития в ходе стандартного кариотипирования выявлены кольцевые хромосомы 13 и 22. С использованием микрочипов Agilent 860K в кариотипе пробандов идентифицирован ряд дополнительных хромосомных мутаций. ИПСК получены путем экзогенной экспрессии транскрипционных факторов (KLF4, OCT4, SOX2 и с-MYC человека) из фибробластов кожи. У пациентов идентифицированы терминальные делеции 13q34 и 22q13.32-q13.33, обусловившие образование кольцевых хромосом 13 и 22, соответственно. Методом FISH-анализа подтверждено наличие кольцевых хромосом и установлено, что доля лимфоцитов с моносомией по хромосоме 13 составила 47%, по хромосоме 22 - 8%. На первом пассаже 50% и 24% фибробластов оказались моносомными по хромосомам 13 и 22 соответственно. На 9 пассаже зарегистрировано 56% фибробластов с моносомией по хромосоме 13. Среди лимфоцитов и фибробластов на 9 пассаже 1,8% и 1% клеток соответственно имели нормальный кариотип. К 33 пассажу число фибробластов с моносомией по хромосоме 22 достигло 44% и статистически значимо превысило исходный уровень (р<0,05). Доля ИПСК, моносомных по хромосоме 22, варьировала в пределах 6,3-17% для разных клонов. Наличие моносомных клеток у пациентов с кольцевой хромосомой указывает на хромосомную нестабильность уже in vivo. In vitro наблюдается статистически значимое увеличение числа клеток с моносомией по хромосоме 22. Клетки с нормальным кариотипом могут являться свидетельством процессов коррекции хромосомного дефекта, что лежит в основе начинающей разрабатываться так называемой «хромосомной терапии» генетических заболеваний.

В связи с все более частым использованием новейших технологий секвенирования в различных областях научной и медицинской деятельности назрела необходимость стандартизации качества исследований, а также подходов к биоинформатической обработке получаемых данных. Представленный проект руководства является первым документом в Российской Федерации, регламентирующим интерпретацию результатов, полученных методами массового параллельного секвенирования (MPS), и определяющим необходимые качественные и количественные характеристики результатов MPS. Руководство - результат совместной работы специалистов различных областей: биоинформатиков, врачей лабораторных генетиков и врачей-генетиков. Оно предназначено для специалистов, работающих с технологиями MPS, а его основной целью является унификация подходов к интерпретации и контроль качества получаемых результатов.

В связи с все более частым использованием новейших технологий секвенирования в различных областях научной и медицинской деятельности назрела необходимость стандартизации качества исследований, а также подходов к биоинформатической обработке получаемых данных. Представленный проект руководства является первым документом в Российской Федерации, регламентирующим интерпретацию результатов, полученных методами массового параллельного секвенирования (MPS), и определяющим необходимые качественные и количественные характеристики результатов MPS. Руководство - результат совместной работы специалистов различных областей: биоинформатиков, врачей лабораторных генетиков и врачей-генетиков. Оно предназначено для специалистов, работающих с технологиями MPS, а его основной целью является унификация подходов к интерпретации и контроль качества получаемых результатов.

В контексте исследования генетических причин исключительно редкой сочетаемости атопической бронхиальной астмы (БА) и туберкулеза (ТБ) проведен ассоциативный анализ полиморфизма генов IL1B, IL8, IL10, TNF, TNFRSF1B, CXCL10 у 713 индивидов, проживающих на территории г. Томска и Томской области. Выявлена ассоциация полиморфизма гена CXCL10 rs56061981 с развитием ТБ. Установлена ассоциация полиморфного варианта IL10 rs1800872 с развитием, как БА, так и ТБ легких. Таким образом, полученные данные свидетельствуют в пользу значимости гена IL10 в развитии БА и ТБ, которые требуют дальнейших исследований сигнального пути IL10 для уточнения возможной роли в развитии «обратной» коморбидности между инфекционными и аллергическими болезнями.

В контексте исследования генетических причин исключительно редкой сочетаемости атопической бронхиальной астмы (БА) и туберкулеза (ТБ) проведен ассоциативный анализ полиморфизма генов IL1B, IL8, IL10, TNF, TNFRSF1B, CXCL10 у 713 индивидов, проживающих на территории г. Томска и Томской области. Выявлена ассоциация полиморфизма гена CXCL10 rs56061981 с развитием ТБ. Установлена ассоциация полиморфного варианта IL10 rs1800872 с развитием, как БА, так и ТБ легких. Таким образом, полученные данные свидетельствуют в пользу значимости гена IL10 в развитии БА и ТБ, которые требуют дальнейших исследований сигнального пути IL10 для уточнения возможной роли в развитии «обратной» коморбидности между инфекционными и аллергическими болезнями.

A great amount of copy number variations (CNVs) are identified in the human genome. Most of them are neutral; nevertheless, the role of CNVs in the pathogenesis of hereditary diseases is still significant. Especially, this is important for neuropsychiatric disorders, such as intellectual disability and autism. When analyzing the CNV-associated diseases, the controversial question is to distinguish the pathogenic CNVs among common polymorphic variants and to predict the disease risk in other children of the family. Unfortunately, the mechanisms of phenotypic expression and incomplete penetrance of CNVs remain largely unknown. Currently, incomplete penetrance and variable expressivity of CNVs are attributed mainly to allelic interaction of different genetic variations. However, epigenetic mechanisms of gene expression regulation in the context of structural variation of the genome are poorly explored. It is possible that epigenetic modifications of the genome regions with CNVs may underlie the understanding of ways of phenotypic manifestations of structural variations in the human genome.

В геноме человека известно огромное количество вариаций числа копий повторов ДНК (copy number variations, CNVs), большинство из которых фенотипически нейтральны. Тем не менее роль CNVs в патогенезе наследственных заболеваний значительна, что особенно актуально для нервно-психических заболеваний, таких как умственная отсталость и аутизм. При анализе CNV-ассоциирован-ных заболеваний дискуссионным вопросом остается выделение патогенетически значимых CNVs среди широко распространенных полиморфных вариантов и прогноз риска проявления заболевания у других детей в семье, при этом механизмы фенотипического проявления CNVs и их неполной пенетрантности остаются во многом неясными. В настоящее время неполная пенетрантность CNVs объясняется в основном только с точки зрения аллельных взаимодействий различных генетических вариаций. При этом эпигенетические механизмы регуляции экспрессии генов в контексте структурных вариаций генома остаются практически неизученными. Возможно, что именно эпигенетические модификации участков генома с CNVs могут лежать в основе понимания возможностей фенотипического проявления структурных вариаций генома у человека.