Comparative genomic hybridization (CGH) technique was used to examine a set of ten spontaneous abortions whose cell cultures were characterized by the lack of proliferation in vitro, and thereby, were not available for the analysis by means of routine cytogenetic methods. Five abortions (50%) had aneuploidy of autosomes, including trisomy 10, 14, 18, and 21, and monosomy 22. The latter variant of unbalanced chromosomal abnormalities is rarely detected in spontaneous abortions by use of conventional cytogenetic methods. The results were validated by using fluorescent in situ hybridization (FISH) analysis with centromere-specific DNA probes. Embryos with trisomy 10 and monosomy 22 displayed mosaicism with the frequencies of abnormal cell clones constituting 68 and 33% respectively. The advantages and limitations of the applying of CGH technique for detection of genomic abnormalities in both nonmosaic and mosaic forms are discussed.

Методом сравнительной геномной гибридизации (CGH) была исследована группа из десяти спонтанных абортов, клеточные культуры которых характеризовались отсутствием пролиферации in vitro и, следовательно, были недоступны для анализа с помощью рутинных цитогенетических методов. Пять абортов (50%) имели анеуплоидию аутосом, в том числе трисомии 10, 14, 18, 21 и моносомию 22. Последний вариант несбалансированных хромосомных аномалий редко выявляется при самопроизвольных абортах с помощью традиционных цитогенетических методов. Результаты были подтверждены с помощью анализа флуоресцентной гибридизации in situ (FISH) с ДНК-зондами, специфичными для центромер. Эмбрионы с трисомией 10 и моносомией 22 проявляли мозаицизм с частотой аномальных клеточных клонов, составляющей 68 и 33% соответственно. Обсуждаются преимущества и ограничения применения метода CGH для выявления геномных аномалий как в немозаичных, так и в мозаичных формах.

Polymorphism of CGG and GCC trinucleotide repeats, whose expansions at the FRAXA and FRAXE loci have been identified as causative mutations in two forms of mental retardation, was studied in Slavic population of Tomsk. At the FRAXA locus a total of 31 allelic variants ranging from 8 to 56 copies of CGG repeat with two modal classes of 28–29 and 18–20 repeat units (with the frequencies of 24.6 and 11.5% respectively) were revealed. Compared to other populations, this locus was characterized by unusually high frequency of intermediate alleles with the sizes of more than 40 CGG repeat units (12.4%). Since intermediate repeats of the FRAXAlocus were more prone to instability than normal alleles, it was suggested that Slavic population of Siberia had higher risk of the development of FMR1 dynamic mutations, giving rise to the Martin–Bell syndrome. The FRAXE allele frequency distribution was demonstrated to be normal with 18 allelic variants ranging from 9 to 27 GCC repeat units. In the population of Tomsk this locus had higher than in other populations frequency (26.7%) of short (less than 15 repeat units in size) alleles. In addition, in the Tomsk population both loci were characterized by high level of heterozygosity and low frequencies of modal allele classes. These results can be explained by the high level of outbreeding typical of the population of Siberia.

У славянского населения Томска изучен полиморфизм тринуклеотидных повторов CGG и GCC, экспансии которых в локусах FRAXA и FRAXE идентифицированы как причинные мутации при двух формах умственной отсталости. Всего в локусе FRAXA выявлен 31 аллельный вариант в диапазоне от 8 до 56 копий повтора CGG с двумя модальными классами 28–29 и 18–20 повторов (с частотами 24,6 и 11,5% соответственно). По сравнению с другими популяциями этот локус характеризовался необычно высокой частотой промежуточных аллелей с размерами более 40 единиц повтора CGG (12,4%). Поскольку промежуточные повторы локуса FRAXA были более склонны к нестабильности, чем нормальные аллели, было высказано предположение, что славянское население Сибири имеет более высокий риск развития динамических мутаций FMR1, приводящих к синдрому Мартина-Белла. Было продемонстрировано, что распределение частот аллелей FRAXE является нормальным с 18 аллельными вариантами в диапазоне от 9 до 27 повторяющихся единиц GCC. В популяции Томска этот локус имел более высокую, чем в других популяциях, частоту (26,7%) коротких (размером менее 15 повторов) аллелей. Кроме того, в томской популяции оба локуса характеризовались высоким уровнем гетерозиготности и низкими частотами классов модальных аллелей. Эти результаты можно объяснить высоким уровнем аутбридинга, характерным для населения Сибири.

Comparative Genomic Hybridization (CGH) is a molecular cytogenetic method for detecting chromosomal imbalances by comparing the copy number of DNA sequences in cells of tested tissue and the reference specimen. CGH is based on two-color fluorescence suppressive in situ hybridization of genomic test and reference DNAs, each labeled with a different fluorochrome, to metaphase chromosomes of a healthy individual. First described by Kallioniemi et al. in 1992, the CGH assay has been widely used for identification and characterization of both numerical and unbalanced structural chromosome abnormalities in cells of different tissues at various pathological conditions in humans, especially in tumor diseases. We discuss the specific features and quality control of comparative genomic hybridization, its advantages and limitations in detection of genomic imbalance and the prospects for development of this technology.

Сравнительная геномная гибридизация (CGH) — это молекулярно-цитогенетический метод выявления хромосомных дисбалансов путем сравнения количества копий последовательностей ДНК в клетках тестируемой ткани и эталонного образца. CGH основан на двухцветной подавляющей флуоресценцию гибридизации in situ геномной тестовой и эталонной ДНК, каждая из которых помечена своим флуорохромом, с метафазными хромосомами здорового человека. Впервые описано Kallioniemi et al. в 1992 г. метод CGH стал широко применяться для выявления и характеристики как числовых, так и несбалансированных структурных хромосомных аномалий в клетках различных тканей при различных патологических состояниях человека, особенно при опухолевых заболеваниях. Обсуждаются особенности и контроль качества сравнительной геномной гибридизации, ее преимущества и недостатки в выявлении геномного дисбаланса, а также перспективы развития этой технологии.

The following seven polymorphic marker loci of genes responsible for predisposition to coronary atherosclerosis (CAS) were studied: the ACE locus responsible for angiotensin-converting enzyme insertion/deletion polymorphism for the presence or absence of the Alu insertion in the gene; the F13,PLAT, and APOA1 loci, controlling the clotting factor 13, plasminogen-activating tissue factor, and apolipoprotein A, respectively; the MTHFR and AGT polymorphic loci responsible for point mutations in methylenetetrahydrofolate reductase and those in angiotensinogen, respectively, and the NOS3 locus controlling the number of tandem repeats in the nitric oxide synthase gene. These loci are located on different chromosomes and encode products involved into various metabolic pathways leading to CAS. In the populations studied, significant differences between healthy subjects and patients predisposed to cardiovascular diseases were revealed with regard to the above seven markers. The 174M allele (T174M polymorphism in the AGT gene) was significantly associated with coronary atherosclerosis. It was found that specific gene combinations are involved in the CAS development and determine variation in the pathogenetically important quantitative traits.

Были изучены следующие семь полиморфных маркерных локусов генов, ответственных за предрасположенность к коронарному атеросклерозу (КАС): локус ACE, ответственный за полиморфизм вставки/делеции ангиотензинпревращающего фермента по наличию или отсутствию вставки Alu в гене; локусы F13, PLAT и APOA1, контролирующие фактор свертывания крови 13, тканевой фактор, активирующий плазминоген, и аполипопротеин А соответственно; полиморфные локусы MTHFR и AGT, ответственные за точечные мутации в метилентетрагидрофолатредуктазе и ангиотензиногене, соответственно, и локус NOS3, контролирующий количество тандемных повторов в гене синтазы оксида азота. Эти локусы расположены на разных хромосомах и кодируют продукты, участвующие в различных метаболических путях, ведущих к CAS. В исследованных популяциях выявлены достоверные различия между здоровыми людьми и больными, предрасположенными к сердечно-сосудистым заболеваниям, по семи вышеперечисленным маркерам. Аллель 174М (полиморфизм Т174М в гене AGT) достоверно ассоциирован с коронарным атеросклерозом. Выявлено, что в развитии КАС принимают участие специфические комбинации генов, определяющие изменчивость патогенетически важных количественных признаков.

У 185 жителей г. Северска (члены 43 семей и неродственные индивиды) изучена антиоксидантная активность (АОА) крови, определяемая по способности плазмы крови снижать выход продуктов, реагирующих с тиобарбитуровой кислотой в модельной системе «лецитин-ионы Fe2+». Проведено также исследование локуса гастроинтестинальной глутатионпероксидазы (GPX2) (диаллельный полиморфизм ТС повторов) у 208 человек. При отсутствии влияния факторов пола и возраста на изменчивость АОА, показана сезонная изменчивость признака.

Выявлено, что около 50% фенотипической вариабельности АОА обусловлено аддитивным эффектом генов. Не обнаружено ассоциации генетического полиморфизма GPX2 с изменчивостью АОА. Оценка вклада локуса в изменчивость признака составила 2,53%.

Оригинальным методом определена общая антиоксидантная активность (АОА) плазмы крови в городской (г. Северск, 185 человек) и сельской (с. Каргала, 132 человека) популяциях Томской области. Выявленные межпопуляционные отличия в ОАО (Р<10~6) объясняются снижением в городской популяции в весенний период. Статистически значимого влияния факторов пола и возраста на АОА не обнаружено в обеих популяциях в пределах рассматриваемых возрастных групп (от 6 до 75 лет). Проведен анализ семейных корреляций по АОА (87 пар родитель — ребенок, 29 пар сибс — сибс для г. Северска и 75 пар родитель — ребенок, 19 пар сибс — сибс для с. Каргала). Рассчитан вклад аддитивной генетической коспоненты в вариабельности АО для обеих популяций. Для городской популяции наследуемость (h2) составила 0,994±0,238, а для сельской h2 =0,526±0,170. Обсуждаются возможные причины изменчивости АОА.

Проведен клинико-генетический анализ изменчивости уровня интерлейкина-5 у больных бронхиальной астмой и их родственников. Доказано, что интерлейкин-5 играет важную роль в регуляции воспаления при этом заболевании, принимая участие в реализации поздней фазы. Установлена ассоциация полиморфизма A-80G гена а-цепи рецептора данного цитокина с бронхиальной астмой, а также зависимость клинических проявлений от варианта генотипа по полиморфизмам A-80G гена а-цепи рецептора интерлейкина-5 и С-703Т гена IL5.

Установлена ассоциация VNTR полиморфизма NOS3 с отдельными клиническими проявлениями сахарного диабета I типа: аллель В способствует развитию нефропатии, а аллель А является существенным фактором риска возникновения кетоацидотических состояний.