Одна из ключевых проблем в преимплантаиионной генетической диагностике наследственных болезней заключается в доступности достаточного количества геномной ДНК для проведения молекулярно-генетического тестирования. Решение этой проблемы неразрывно связано с разработкой специфических подходов к полногеномной амплификации молекулы ДНК, содержащейся в одной доступной для анализа клетке. В обзоре представлена характеристика современных технологий полногеномной амплификации ДНК, обсуждены необходимость, возможность, ограничения и перспективы применения этих подходов к преимплантаиионной диагностике хромосомных и моногенных наследственных заболеваний у человека.

Медицинская генетика. 2005. Т. 4. № 7. С. 342-346.

Искажение реального биологического родства между индивидами в человеческих популяциях является фактором, отрицательно влияющим на результаты генетических исследований и осложняющим медико-генетическое консультирование. Наиболее распространенным источником таких ошибок является ложное отцовство (ЛО), однако не следует недооценивать возможность и других причин (усыновление, дети от другого брака и т.п.). С использованием высокополиморфных молеку-лярно-генетических маркеров нами была оценена частота искажения биологического родства в двух популяциях Томской области - городской и сельской. Первая выборка состояла из 55 семей из Томска со случаями ранней спонтанной гибели эмбрионов, причем данный диагноз исключал возможность сознательного вмешательства родителей в судьбу зародыша. Во второй выборке (пос. Каргала Томской области) были обследованы 53 семьи с 70 здоровыми детьми. Частота ложного отцовства в городской и сельской популяциях составила 5,5 и 7,1% соответственно, а частота других нарушений родственных отношений - 5,7% (в сельской популяции). Таким образом, в Западно-Сибирском регионе России частота нарушений биологического родства между индивидами в семьях колеблется в пределах 5,5-12,8%. Обсуждается необходимость учета этого явления при проведении генетических исследований и медико-генетическом консультировании семей с наследственной патологией.

Цитология. 2005. Т. 47. № 6. С. 526-532.

Приводится краткий обзор принципов и подходов к оценке числовых хромосомных нарушений в интерфазных ядрах клеток с использованием технологии флуоресцентной гибридизации in situ. Дается обоснование собственных критериев оценки результатов гибридизации центромер-специфичных ДНК-зондов с хромосомными мишенями в соматических клетках при двухцветном варианте FISH-анализа. Показано, что применение данных критериев позволяет снизить уровень артефактной гипоплоидии, частота которой оказывается сопоставимой с уровнем гиперплоидии. Этот факт свидетельствует о том, что основной вклад в индукцию анеуплоидии вносит нерасхождение хромосом, а не их отставание в анафазе митоза.

Plasma antioxidant activity was evaluated in the lecithin-Fe2+ model system and cytogenetic studies were carried out in 16 men. A relationship between elevated antioxidant activity of the plasma and increased level of chromatid aberrations and with percentage of aberrant cells was detected in the experimental group, but no correlation was found between antioxidant activity and the integral dose of γ-irradiation and rate of its accumulation. An assumption was made about exhaustion of the “buffer capacity” of the antioxidant defense system resulting from long-term exposure to unidentified factors of technogenic nature increasing plasma antioxidant activity and level of chromosome aberrations. In subjects with high level of antioxidant defense, naturally low antioxidant activity and low percentage of chromatid aberrations were probably maintained.

В модельной системе лецитин-ионы Fe2+ определена антиоксидантная активность плаз-мы крови и проведено цитогенетическое исследование 16 мужчин. В опытной группе установлена связь повышенного уровня антиоксидантнои активности плазмы крови с увеличенным количеством аберраций хроматидного типа и с процентом аберрантных клеток, но корреляции антиоксидантнои активности с интегральной дозой γ-облуче-ния и скоростью ее накопления не наблюдалось. Высказано предположение об истоще-нии ""буферной емкости"" антиоксидантнои защиты организма при продолжительном действии неидентифицированных факторов техногенной природы на человека, кото-рое вызывает повышение антиоксидантнои активности плазмы крови и уровня хромо-сомной изменчивости. Лица с высоким уровнем антиоксидантнои защиты, возмож-но, сохраняют естественную невысокую антиоксидантную активность и низкий про-цент хроматидных аберраций.

The Ile50Val polymorphism of the IL4RA gene was tested for association with chronic viral hepatitis and the character of its progression (the stage of hepatic fibrosis). In total, 61 patients were examined. The control group was a random sample of Tomsk residents (N = 128). Genotyping was based on RFLP analysis. The allele and genotype frequencies of the Ile50Val polymorphism did not significantly differ between the patients and the controls. However, a significant difference in genotype frequency distribution was observed for the patients with different stages of hepatic fibrosis. The frequency of heterozygotes Ile/Val in patients without signs of fibrosis was lower than in the control group (7.1% vs. 51.6%, P = 0.002), while the frequency of the homozygous genotypes was higher. In addition, this subgroup significantly differed in genotype frequency distribution from subgroups of patients with early or severe fibrosis (P = 0.035 and P = 0.004, respectively).

Исследовали связь полиморфного варианта Ile50Val гена IL4RA с клиническими проявлениями хронического вирусного гепатита (ХВГ) и характером течения заболевания, который зависит от степени фиброза печени. Обследовали группу, включающую 61 больного ХВГ, контрольную составила случайная выборка жителей г. Томска (п = 128). Генотипирование этих групп по полиморфизму Ile50Val гена IL4RA проводили с использованием ПДРФ-анализа. Статистически значимых различий в частотах генотипов и аллелей этого полиморфного варианта у больных и в контроле не обнаружено. Однако выявлено различие в распределении генотипов у больных в зависимости от стадии фиброза печени. В подгруппе больных ХВГ без признаков фиброза печени частота гетерозигот Ile/Val меньше (7.1%), чем у контрольной группы (51.6%) (р = 0.002), за счет увеличения частоты гомозигот обоих классов. Подгруппа больных без признаков фиброза характеризуется также различиями в распределении частот генотипов по сравнению с больными с начальной и тяжелой степенью заболевания (р = 0.035; р = 0.004).

The allele and genotype frequency distributions of four STRs (the LPL, vWA, FES/FPS, and F13B loci) commonly used in forensic medicine were studied with a sample of 200 ethnic Russians from Siberia. Genetic and molecular diversity of the four STRs was characterized in comparison with the American Caucasoid population. The set of the four STRs showed a high power of discrimination (PD = 0.99975). Comparison of the genetic variation at the four loci revealed a considerable difference between the Russian and American Caucasoid populations, precluding the use of data on allele frequencies in American Caucasoids for forensic testing in Russia. The results can be used as a reference in Siberia.

Исследовано распределение аллелей и генотипов четырех STR-локусов (LPL, vWA, FES/FPS и F13B), применяемых в судебно-медицинской практике, среди 200 представителей русского населения, проживающего на территории Сибири. Охарактеризовано генетическое и молекулярное разнообразие полиморфных систем в сравнении с европеоидным населением США. Показан высокий дискриминирующий потенциал системы из четырех исследованных STR-локусов (PD = 0.99975). Сравнительный анализ генетического разнообразия исследованных локусов у русского населения и у белых американцев свидетельствует о значимых генетических различиях двух популяций, что делает неприемлемым использование данных по частотам этих локусов у европеоидного населения США в судебно-медицинских экспертизах, проводимых в России. Эти данные могут быть использованы в качестве референтных в работе судебно-медицинских лабораторий Сибири.

В обзоре рассматриваются современное состояние, возможности и перспективы использования интерфазной цитогенетики в оценке геномных мутаций в соматических клетках человека и животных для целей генетической токсикологии и анализа генетической нестабильности. Обсуждаются возможные механизмы действия мутагенов, вызывающих числовые хромосомные нарушения.

Fluorescence in situ hybridization (FISH) was used to compare aneuploidy rates in four autosomes and two sex chromosomes in interphase nuclei of noncultivated (quiescent) and cultivated (induced to divide with phytohemagglutinin (PHA)) leukocytes in people engaged in nuclear-chemical industry and in a control group of people not exposed to mutagenic factors occupationally or at home. The overall rates of numerical chromosome aberrations for all of the six chromosomes studied showed little difference, although a higher rate of loss of the X- and Y-chromosomes was observed in the exposed group. In individuals exposed to several adverse environmental factors, the overall rate of numerical chromosome aberrations in cultivated cells after at least one DNA replication cycle exceeded that in noncultivated cells by 52% (P = 0.01), whereas only a trend for its increase was observed in the control group (23%, P = 0.25). Thus, the effect of adverse environmental factors in humans caused more than a twofold increase in the difference between the rates of aneuploid cells in cultivated and noncultivated leukocytes in the exposed group as compared to control. It is conjectured that cell division is accompanied by the expression of potential damage of mitotic chromatid segregation apparatus accumulated in vivo. These defects, realized during cell division, bring about numerical chromosome aberrations.

С помощью метода флуоресцентной гибридизации in situ (FISH) проведен сравнительный анализ частоты анеуплоидии по четырем аутосомам и двум половым хромосомам в интерфазных ядрах некультивированных (покоящихся) и культивированных (стимулированных к делению с помощью ФГА) лейкоцитов у работников ядерно-химического производства и контрольной группы лиц, не подвергавшихся бытовым и профессиональным мутагенным воздействиям. В некультивированных клетках обеих групп индивидов общая частота числовых нарушений по всем шести исследованным хромосомам оказалась близкой, хотя и отмечалась более высокая частота потерь Х- и Y-хромосом в опытной группе лиц. У индивидов, подвергшихся воздействию комплекса вредных внешнесредо-вых факторов, суммарная частота числовых нарушений хромосом в культивированных клетках, прошедших как минимум один цикл репликации ДНК, возросла в среднем на 52% по сравнению с некультивированными (Р = 0.01), в то время как в контрольной группе лиц наблюдалась только тенденция к ее возрастанию (23%, Р = 0.25). Таким образом, воздействие вредных внешнесредовых факторов на человека вызвало более чем двукратное повышение разности между частотами анеуплоидных клеток в культивированных и некультивированных лейкоцитах в опытной группе и в контроле. Высказана гипотеза, что в ходе клеточного деления происходит экспрессия накопленных клетками in vivo потенциальных повреждений аппарата митотической сегрегации хроматид. Эти аномалии, реализующиеся при делении клетки, приводят к числовым хромосомным нарушениям.

We have previously reported a high rate of tetranucleotide DNA repeat mutations, including mutations of both germline and somatic origin, in spontaneous human abortions. To analyze in more detail mutational microsatellite (MS) variability in meiosis and its possible association with disturbed embryonic development, we have conducted a comparative study of mutation rates of a panel of 15 autosomal tetranucleotide MSs in 55 families with healthy children and in 103 families that have had spontaneous abortions with normal karyotypes. In the families with miscarriage, the gametic MS mutation rate was higher than in the families with normal reproductive function (4.36 × 10−3 versus 2.32 × 10−3 per locus per gamete per generation), but this difference was statistically nonsignificant (P = 0.25). No association of MS mutations with familiar miscarriage was found. Mutations at the MS loci studied were recorded almost 3 times as often in spermatogenesis as in oogenesis, which is likely to result from a greater number of DNA replication cycles in male germline cell precursors than in female ones. Mutations increasing and reducing the MS sequence length appeared at virtually the same rate. Changes in MS DNA sequence length per one repeated element, i.e., single-step mutations (93% of cases) exceeded all other events of allele length change. The highest number of mutations (81.2%) was found in longer alleles. This distribution of mutations by size, direction, and parental origin corresponds to the multistep mutation model of their emergence via mechanism of DNA strand slippage during replication.