The genome-wide variant of the chromatin conformation capture technique (Hi-C) is a powerful tool for revealing patterns of genome spatial organization, as well as for understanding the effects of their disturbance on disease development. In addition, Hi-C can be used to detect chromosomal rearrangements, including balanced translocations and inversions. The use of the Hi-C method for the detection of chromosomal rearrangements is becoming more widespread. Modern highthrough put methods of genome analysis can effectively reveal point mutations and unbalanced chromosomal rearrangements. However, their sensitivity for determining translocations and inversions remains rather low. The storage of whole blood samples can affect the amount and integrity of genomic DNA, and it can distort the results of subsequent analyses if the storage was not under proper conditions. The Hi-C method is extremely demanding on the input material. The necessary condition for successfully applying Hi-C and obtaining high-quality data is the preservation of the spatial chromatin organization within the nucleus. The purpose of this study was to determine the optimal storage conditions of blood samples for subsequent Hi-C analysis. We selected 10 different conditions for blood storage and sample processing. For each condition, we prepared and sequenced Hi-C libraries. The quality of the obtained data was compared. As a result of the work, we formulated the requirements for the storage and processing of samples to obtain high-quality Hi-C data. We have established the minimum volume of blood sufficient for conducting Hi-C analysis. In addition, we have identified the most suitable methods for isolation of peripheral blood mononuclear cells and their long-term storage. The main requirement we have formulated is not to freeze whole blood.

Метод захвата конформации хроматина в его полногеномном варианте (Hi-C) – мощный инструмент не только для выявления закономерностей пространственной организации генома, но и для понимания влияния их нарушения на развитие заболеваний. Кроме того, метод может быть использован для детекции хромосомных перестроек, в том числе сбалансированных транслокаций и инверсий. Применение метода Hi-C для поиска хромосомных перестроек получает все более широкое распространение. Это связано с тем, что современные высокопроизводительные методы анализа генома позволяют эффективно детектировать точечные мутации и несбалансированные хромосомные перестройки. Однако чувствительность этих методов для определения сбалансированных транслокаций и инверсий остается достаточно низкой. Хранение образцов цельной крови может влиять на количество и целостность выделяемой из них геномной ДНК, а кроме того, приводить к искажению результатов последующих анализов в том случае, если хранение осуществлялось в ненадлежащих условиях. Метод Hi-C крайне требователен к исходному материалу, так как необходимым условием для его успешного применения и получения качественных данных является сохранение пространственной укладки хроматина внутри ядра. Цель нашего исследования состояла в том, чтобы определить оптимальные условия хранения крови для проведения последующего анализа Hi-C. Были выбраны 10 различных условий хранения образцов крови и пробоподготовки. Для каждого условия приготовлены Hi-C библиотеки и отсеквенированы, после чего оценивалось качество полученных библиотек. В результате сформулированы требования к хранению и подготовке образцов, необходимые для получения качественных Hi-C данных. Нами установлен минимальный объем образца крови, достаточный для проведения Hi-C анализа. Помимо этого, мы определили способы выделения ядерных элементов крови и их долгосрочного хранения, наиболее подходящие для последующего проведения Hi-C анализа. Основное требование, сформулированное нами, – не замораживать цельную кровь.

The placenta has a unique hypomethylated genome. Due to this feature of the placenta, there is a potential possibility of using regulatory elements derived from retroviruses and retrotransposons, which are suppressed by DNA methylation in the adult body. In addition, there is an abnormal increase in the level of methylation of the LINE1 retrotransposonin the chorionic trophoblast in spontaneous abortions with both normal karyotype and aneuploidy on different chromosomes, which may be associated with impaired gene transcription using LINE1 regulatory elements. To date, 988 genes that can be expressed from alternative LINE1 promoters have been identified. Using the STRING tool, genes ( NUP153 and YWHAB) were selected, the products of which have significant functional relationships with proteins highly expressed in the placenta and involved in trophoblast differentiation. This study aimed to analyze the expression of the NUP153 and YWHAB genes, highly active in the placenta, from canonical and alternative LINE1 promoters in the germinal part of the placenta of spontaneous and induced abortions. Gene expression analysis was performed using realtime PCR in chorionic villi and extraembryonic mesoderm of induced abortions (n = 10), adult lymphocytes (n = 10), spontaneous abortions with normal karyotype (n = 10), and with the most frequent aneuploidies in the first trimester of pregnancy (trisomy 16 (n = 8) and monosomy X (n = 6)). The LINE1 methylation index was assessed in the chorionic villi of spontaneous abortions using targeted bisulfite massive parallel sequencing. The level of expression of both genes from canonical promoters was higher in blood lymphocytes than in placental tissues (p < 0.05). However, the expression level of the NUP153 gene from the alternative LINE1 promoter was 17 times higher in chorionic villi and 23 times higher in extraembryonic mesoderm than in lymphocytes (p < 0.05). The expression level of NUP153 and YWHAB from canonical promoters was higher in the group of spontaneous abortions with monosomy X compared to all other groups (p < 0.05). The LINE1 methylation index negatively correlated with the level of gene expression from both canonical (NUP153 – R = –0.59, YWHAB – R = –0.52, p < 0.05) and alternative LINE1 promoters ( NUP153 – R = –0.46, YWHAB – R = –0.66, p < 0.05). Thus, the observed increase in the LINE1 methylation index in the placenta of spontaneous abortions is associated with the level of expression of the NUP153 and YWHAB genes not only from alternative but also from canonical promoters, which can subsequently lead to negative con sequences for normal embryogenesis.

Для плаценты характерен уникальный гипометилированный геном. Благодаря этой особенности плаценты в первом триместре беременности наблюдается потенциальная возможность использования регуляторных элементов, полученных от ретровирусов и ретротранспозонов, которые во взрослом организме подавляются метилированием ДНК. Кроме того, у спонтанных абортусов и с нормальным кариотипом, и с анеуплоидиями отмечается аномальное повышение уровня метилирования ретротранспозона LINE-1 в трофобласте хориона, что может быть связано с нарушением транскрипции генов с использованием регуляторных элементов LINE-1. На сегодняшний день идентифицировано 988 генов, способных экспрессироваться с альтернативных промоторов LINE-1. Из них с помощью инструмента STRING были отобраны гены, продукты которых взаимодействуют с белками, экспрессирующимися на высоком уровне в плаценте и участвующими в дифференцировке трофобласта, NUP153 и YWHAB. Целью настоящего исследования являлся анализ экспрессии генов NUP153 и YWHAB с канонических и альтернативных промоторов ретротранспозона LINE-1 в зародышевой части плаценты спонтанных и медицинских абортусов первого триместра беременности. Определение уровня экспрессии генов проводили с помощью ПЦР в режиме реального времени в лимфоцитах взрослых индивидов (n = 10), в ворсинах хориона и экстраэмбриональной мезодерме медицинских абортусов (n = 10) и спонтанных абортусов с нормальным кариотипом (n = 10) и с наиболее частыми анеуплоидиями в I триместре беременности (трисомия 16 (n = 8) и моносомия X (n = 6)). Индекс метилирования LINE-1 оценивали в ворсинах хориона спонтанных абортусов с помощью таргетного бисульфитного массового параллельного секвенирования. Уровень экспрессии обоих генов с канонических промоторов был выше в лимфоцитах крови, чем в тканях плаценты (p < 0.05). Однако уровень экспрессии гена NUP153 с альтернативного промотора LINE-1 был выше в 17 раз в ворсинах хориона и в 23 раза – в экстраэмбриональной мезодерме по сравнению с лимфоцитами (p < 0.05). Между группами спонтанных абортусов с моносомией X и остальными группами были выявлены статистически значимые различия. Уровень экспрессии NUP153 и YWHAB с канонических промоторов был выше в группе спонтанных абортусов с моносомией X по сравнению со всеми другими группами (p < 0.05). Индекс метилирования LINE-1 отрицательно коррелировал с уровнем экспрессии генов как c канонических (NUP153 – R = –0.59, YWHAB – R = –0.52, p < 0.05), так и c альтернативных промоторов LINE-1 (NUP153 – R = –0.46, YWHAB – R = –0.66, p < 0.05). Таким образом, наблюдаемое нами повышение индекса метилирования LINE-1 в плаценте спонтанных абортусов связано с уровнем экспрессии генов NUP153 и YWHAB не только с альтернативных, но и с канонических промоторов, что в дальнейшем может приводить к негативным последствиям для нормального эмбриогенеза.

The gene pool of the indigenous population of Siberia is a unique system for studying population and evolutionary genetic processes, analyzing genetic diversity, and reconstructing the genetic history of populations. High ethnic diversity is a feature of Siberia, as one of the regions of the peripheral settlement of modern human. The vast expanses of this region and the small number of aboriginal populations contributed to the formation of significant territorial and genetic subdivision. About 40 indigenous peoples are settled on the territory of the Siberian historical and ethnographic province. Within the framework of this work, a large-scale population study of the gene pool of the indigenous peoples of Siberia was carried out for the first time at the level of high-density biochips. This makes it possible to fill in a significant gap in the genogeographic picture of the Eurasian population. For this, DNA fragments were analyzed, which had been inherited without recombination by each pair of individuals from their recent common ancestor, that is, segments (blocks) identical by descent (IBD). The distribution of IBD blocks in the populations of Siberia is in good agreement with the geographical proximity of the populations and their linguistic affiliation. Among the Siberian populations, the Chukchi, Koryaks, and
Nivkhs form a separate cluster from the main Siberian group, with the Chukchi and Koryaks being more closely related. Separate subclusters of Evenks and Yakuts, Kets and Chulyms are formed within the Siberian cluster. Analysis of SNPs that fell into more IBD segments of the analyzed populations made it possible to compile a list of 5358 genes. According to the calculation results, biological processes enriched with these genes are associated with the detection of a chemical stimulus
involved in the sensory perception of smell. Enriched for the genes found, molecular pathways are associated with the metabolism of linoleic, arachidonic, tyrosic acids and by olfactory transduction. At the same time, an analysis of the literature data showed that some of the selected genes, which were found in a larger number of IBD blocks in several populations at once, can play a role in genetic adaptation to environmental factors.

Генофонд коренного населения Сибири представляет собой уникальную систему с точки зрения исследования популяционно- и эволюционно-генетических процессов, анализа генетического разнообразия и реконструкции генетической истории популяций. Высокое этническое разнообразие является особенностью Сибири как одного из регионов периферийного расселения современного человека. Огромные пространства этого региона и малочисленность аборигенного населения способствовали формированию значительной территориальной и генетической подразделенности. На территории сибирской историко-этнографической провинции расселены около 40 коренных народностей. Проведено масштабное популяционное исследование генофонда коренных народов Сибири на уровне высокоплотного ДНК-микрочипа Infinium Multi-Ethnic Global-8, позволяющее заполнить существенный пробел в геногеографической картине населения Евразии. Для этого были отобраны и проанализированы фрагменты ДНК, унаследованные без рекомбинации каждой парой индивидов от их недавнего общего предка, т. е. сегменты (блоки), идентичные по происхождению (IBD). Распределение блоков IBD в популяциях Сибири хорошо согласуется с географической близостью популяций и их языковой принадлежностью. Чукчи, коряки и нивхи среди сибирских популяций формируют отдельный от основной группы Сибири кластер, причем чукчи и коряки являются более близкородственными. Образуются отдельные субкластеры эвенков и якутов, кетов и чулымцев, тувинцев и алтайцев внутри сибирского кластера. Анализ SNP, которые попадали в большее количество IBD-сегментов анализируемых популяций, позволил составить список из 5358 генов. По результатам расчета, обогащенные этими генами биологические процессы связаны с обнаружением химического раздражителя, участвующего в сенсорном восприятии запаха. Обогащенные найденными генами молекулярные пути связаны с метаболизмом линолевой, арахидоновой, тирозиновой кислот и путем обонятельной трансдукции. При этом анализ литературных данных показал, что некоторые из отобранных генов, которые встречались в большем количестве блоков IBD сразу в нескольких популяциях, могут играть роль в адаптации человека к факторам окружающей среды.

Khanty are indigenous Siberian people living on the territory of Western Siberia, mainly on the territory of the Khanty-Mansiysk and Yamalo-Nenets Autonomous Okrugs. The present study is aimed at a comprehensive analysis of the structure of the Khanty gene pool and their comparison with other populations of the indigenous population of Southern and Western Siberia. To address the issues of genetic proximity of the Khanty with other indigenous peoples, we performed genotyping of a wide genomic set of autosomal markers using high-density biochips, as well as an expanded set of SNP and STR markers of the Y-chromosome in various ethnic groups: Khakas, Tuvans, Southern Altaians, Siberian Tatars, Chulyms (Turkic language family) and Kets (Yeniseian language family). The structure of the gene pool of the Khanty and other West Siberian and South Siberian populations was studied using a genome-wide panel of autosomal single nucleotide polymorphic markers and Y-chromosome markers. The results of the analysis of autosomal SNPs frequencies by various methods, the similarities in the composition of the Y-chromosome haplogroups and YSTR haplotypes indicate that the Khanty gene pool is quite specific. When analyzing autosomal SNPs, the Ugrian genetic component completely dominates in both samples (up to 99–100 %). The samples of the Khanty showed the maximum match in IBD blocks with each other, with a sample of the Kets, Chulyms, Tuvans, Tomsk Tatars, Khakas, Kachins, and Southern Altaians. The degree of coincidence of IBD blocks between the Khanty, Kets, and Tomsk Tatars is consistent with the results of the distribution of allele frequencies and common genetic components in these populations. According to the composition of the Y-chromosome haplogroups, the two samples of the Khanty differ significantly from each other. A detailed phylogenetic analysis of various Y-chromosome haplogroups made it possible to describe and clarify the differences in the phylogeny and structure of individual ethnospecific sublines, to determine their relationship, traces of population expansion in the Khanty gene pool. Variants of different haplogroups of the Y-chromosome in the Khanty, Khakas and Tuvans go back to their common ancestral lines. The results of a comparative analysis of male samples indicate a close genetic relationship between the Khanty and Nenets, Komi, Udmurts and Kets. The specificity of haplotypes, the discovery of various terminal SNPs confirms that the Khanty did not come into contact with other ethnic groups for a long time, except for the Nenets, which included many Khanty clans.

Ханты – коренной сибирский народ, проживающий на территории Западной Сибири, в основном на территории Ханты-Мансийского и Ямало-Ненецкого автономных округов. Настоящее исследование направлено на комплексный анализ структуры генофонда хантов и их сравнение с другими популяциями коренного населения Южной и Западной Сибири. Для решения вопросов генетической близости хантов с другими коренными народами выполнено генотипирование широкого геномного набора аутосомных маркеров с помощью высокоплотных биочипов, а также расширенного набора SNP- и STR-маркеров Y-хромосомы у различных этнических групп: хакасов, тувинцев, южных алтайцев, сибирских татар, чулымцев (тюркская языковая семья) и кетов (енисейская языковая семья). Результаты анализа частот аутосомных SNP различными методами, сходства по составу гаплогрупп Y-хромосомы и YSTR-гаплотипов свидетельствуют, что генофонд хантов достаточно специфичен. При анализе аутосомных SNP в обеих выборках полностью доминирует угорский генетический компонент (до 99–100 %). Выборки хантов показали максимальное совпадение по IBD-блокам между собой, с выборкой кетов, чулымцев, тувинцев, томских татар, хакасов-качинцев и южных алтайцев. Степень совпадения IBD-блоков между хантами, кетами и томскими татарами согласуется с результатами распределения в этих популяциях частот аллелей и общих генетических компонентов. По составу гаплогрупп Y-хромосомы две выборки хантов значительно различаются между собой. Детальный филогенетический анализ различных гаплогрупп Y-хромосомы позволил описать и уточнить различия в филогении и структуре отдельных этноспецифичных сублиний, определить их родство, следы экспансии численности в генофонде хантов. Варианты разных гаплогрупп Y-хромосомы у хантов, хакасов и тувинцев восходят к общим для них предковым линиям. Результаты сравнительного анализа образцов мужчин также свидетельствуют о близком генетическом родстве между хантами и ненцами, коми, удмуртами и кетами. Специфичность гаплотипов, обнаружение различных терминальных SNP подтверждают, что ханты достаточно долго не имели контактов с другими этносами, кроме ненцев, в состав которых вошло много хантыйских родов.

Tuvans are one of the most compactly living peoples of Southern Siberia, settled mainly in the territory of Tuva. The gene pool of the Tuvans is quite isolated, due to endogamy and a very low frequency of interethnic marriages. The structure of the gene pool of the Tuvans and other Siberian populations was studied using a genomewide panel of autosomal single nucleotide polymorphic markers and Y-chromosome markers. The results of the analysis of the frequencies of autosomal SNPs by various methods, the similarities in the composition of the Y-chromosome haplogroups and YSTR haplotypes show that the gene pool of the Tuvans is very heterogeneous in terms of the composition of genetic components. It includes the ancient autochthonous Yeniseian component, which dominates among the Chulym Turks and Kets, the East Siberian component, which prevails among the Yakuts and Evenks, and the Far Eastern component, the frequency of which is maximum among the Nivkhs and Udeges. Analysis of the composition of IBD-blocks on autosomes shows the maximum genetic relationship of the Tuvans with the Southern Altaians, Khakas and Shors, who were formed during the settlement of the Turkic groups of populations on the territory of the Altai-Sayan region. A very diverse composition of the Tuvan gene pool is shown for various sublines of Y-chromosomal haplogroups, most of which show strong ethnic specificity. Phylogenetic analysis of individual Y-chromosome haplogroups demonstrates the maximum proximity of the gene pool of the Tuvans with the Altaians, Khakas and Shors. Differences in frequencies of Y-chromosome haplogroups between the Todzhans and Tuvans and a change in the frequencies of haplogroups from south to north associated with the East Asian component were found. The majority of the most frequent Y-chromosome haplogroups in the Tuvans demonstrate the founder effect, the formation age of which is fully consistent with the data on their ethnogenesis.

Тувинцы – один из наиболее компактно проживающих народов Южной Сибири, расселенный в основном на территории Тывы. Генофонд тувинцев является достаточно обособленным за счет эндогамии и очень низкой частоты межнациональных браков. Исследована структура генофонда тувинцев и других сибирских популяций по полногеномной панели аутосомных однонуклеотидных полиморфных маркеров и маркерам Y-хромосомы. Результаты анализа частот аутосомных SNP различными методами, сходства по составу гаплогрупп Y-хромосомы и YSTR-гаплотипов показывают, что генофонд тувинцев очень гетерогенен по составу генетических компонентов. Он включает в себя древний автохтонный енисейский компонент, доминирующий у чулымских тюрков и кетов, восточносибирский, преобладающий у якутов и эвенков, и дальневосточный, частота которого максимальна у нивхов и удэгейцев. Анализ состава IBD-блоков на аутосомах демонстрирует максимальное генетическое родство тувинцев с южными алтайцами, хакасами и шорцами, которые формировались при расселении тюркских групп популяций на территории Алтае-Саянского региона. Выявлен очень разнообразный состав генофонда тувинцев по различным сублиниям Y-хромосомных гаплогрупп, большинство из которых показывают сильную этническую специфичность. Филогенетический анализ отдельных Y-хромосомных гаплогрупп демонстрирует максимальную близость генофонда тувинцев с алтайцами, хакасами и шорцами. Внутри тувинского этноса обнаружены значительные различия между выборками из западных, южных и восточных районов Тывы по доле монгольского и енисейского генетических компонентов. Генетическое разнообразие тувинцев по Y-хромосомным гаплогруппам и максимально разнородный состав генетических компонентов свидетельствуют о самом высоком разнообразии тувинского генофонда по сравнению со всеми коренными народами Сибири. Обнаружены различия по частотам гаплогрупп Y-хромосомы между тоджинцами и тувинцами и изменение частот гаплогрупп с юга на север, связанных с восточноазиатским компонентом. Большинство наиболее частых гаплогрупп Y-хромосомы у тувинцев демонстрирует эффект основателя, возраст формирования которых полностью согласуется с данными об их этногенезе.

Miscarriage is an important problem in human reproduction, affecting 10–15 % of clinically recognized pregnancies. The cases of embryonic death can be divided into missed abortion (MA), for which the ultrasound sign of the embryo death is the absence of cardiac activity, and anembryonic pregnancy (AP) without an embryo in the gestationalsac. The aim of this study was to compare the frequency of chromosomal abnormalities in extraembryonic tissues detected by conventional cytogenetic analysis of spontaneous abortions depending on the presence or absence of anembryo. This is a retrospective study of 1551 spontaneous abortions analyzed using GTG-banding from 1990 to 2022 (266 cases of AP and 1285 cases of MA). A comparative analysis of the frequency of chromosomal abnormalities and the distribution of karyotype frequencies depending on the presence of an embryo in the gestational sac was carried out. Statistical analysis was performed using a chi-square test with a p < 0.05 significance level. The total frequency of chromosomal abnormalities in the study was 53.6 % (832/1551). The proportion of abnormal karyotypes in the AP and MA groups did not differ significantly and amounted to 57.1 % (152/266) and 52.9 % (680/1285) for AP and MA, respectively (p = 0.209). Sex chromosome aneuploidies and triploidies were significantly less common in the AP group than in the MA group (2.3 % (6/266) vs 6.8 % (88/1285), p = 0.005 and 4.9 % (13/266) vs 8.9 % (114/1285), p = 0.031, respectively). Tetraploidies were registered more frequently in AP compared to MA (12.4 % (33/266) vs. 8.2 % (106/1285), p = 0.031). The sex ratio among abortions with a normal karyotype was 0.54 and 0.74 for AP and MA, respectively. Thus, although the frequencies of some types of chromosomal pathology differ between AP and MA, the total frequency of chromosomal abnormalities in AP is not increased compared to MA, which indicates the need to search for the causes of AP at other levels of the genome organization, including microstructural chromosomal rearrangements, monogenic mutations, imprinting disorders, and epigenetic abnormalities.

Невынашивание беременности является серьезной проблемой в репродукции человека, затрагивающей 10–15 % клинически распознаваемых беременностей. Среди случаев эмбриональной гибели можно выделить замершие (неразвивающиеся) беременности (НБ), при которых ультразвуковым признаком гибели эмбриона служит отсутствие сердцебиения, и анэмбрионии (АЭ) – отсутствие эмбриона в полости плодного мешка. Целью данного исследования было сравнение частоты хромосомных аномалий во внезародышевых тканях, выявляемых при стандартном цитогенетическом анализе материала спонтанных абортов, в зависимости от наличия или отсутствия эмбриона. Проведено ретроспективное исследование 1551 спонтанного абортуса, проанализированного с помощью стандартного цитогенетического исследования с 1990 по 2022 г. (266 случаев АЭ и 1285 случаев НБ) в НИИ медицинской генетики Томского НИМЦ. Выполнен сравнительный анализ частоты хромосомных аномалий и распределения частот кариотипов в зависимости от наличия эмбриона в полости плодного мешка. Статистический анализ проводили с использованием критерия хи-квадрат с уровнем значимости p < 0.05. Суммарно частота хромосомных аномалий в исследованной выборке составила 53.6 % (832/1551). Доля аномальных кариотипов в группах АЭ и НБ значимо не различалась и составила 57.1 % (152/266) и 52.9 % (680/1285) для АЭ и НБ соответственно (p = 0.209). При НБ статистически значимо чаще встречались аномалии числа половых хромосом (6.8 % (88/1285) против 2.3 % (6/266), p = 0.005) и триплоидии (8.9 % (114/1285) против 4.9 % (13/266), p = 0.031). В то же время при отсутствии эмбриона статистически значимо чаще регистрировалась тетраплоидия (12.4 % (33/266) против 8.2 % (106/1285), p = 0.031). Соотношение полов (46,XY : 46,XX) среди абортусов с нормальным кариотипом составило 0.54 и 0.74 для АЭ и НБ соответственно. Таким образом, хотя частоты некоторых типов хромосомных аномалий различаются между АЭ и НБ, суммарная частота хромосомных аномалий при АЭ не повышена по сравнению с НБ, что свидетельствует о необходимости поиска причин АЭ на других уровнях организации генома, включая микроструктурные перестройки хромосом, моногенные мутации, нарушения импринтинга и аберрантные эпигенетические модификации.

Epidermolysis bullosa (EB) is an inherited disorder of skin fragility, caused by mutations in a large number of genes associated with skin integrity and dermal-epidermal adhesion. Skin fragility is manifested by a decrease in resistance to external mechanical influences, the clinical signs of which are the formation of blisters, erosions and wounds on the skin and mucous membranes. EB is a multisystemic disease and characterized by a wide phenotypic spectrum with extracutaneous complications in severe types, besides the skin and mucous membranes, with high mortality. More than 30 clinical subtypes have been identified, which are grouped into four main types: simplex EB, junctional EB, dystrophic EB and Kindler syndrome. To date, pathogenic variants in 16 different genes are associated with EB and encode proteins that are part of the skin anchoring structures or are signaling proteins. Genetic mutations cause dysfunction of cellular structures, differentiation, proliferation and apoptosis of cells, leading to mechanical instability of the skin. The formation of reduced proteins or decrease in their level leads mainly to functional disorders, forming mild or intermediate severe phenotypes. Absent protein expression is a result of null genetic variants and leads to structural abnormalities, causing a severe clinical phenotype. For most of the genes involved in the pathogenesis of EB, certain relationships have been established between the type and position of genetic variant and the severity of the clinical manifestations of the disease. Establishing an accurate diagnosis depends on the correlation of clinical, genealogical and immunohistological data in combination with molecular genetic testing. In general, the study of clinical, genetic and ultrastructural changes in EB has significantly expanded the understanding of the natural history of the disease and supplemented the data on genotype-phenotype correlations, promotes the search and study of epigenetic and non-genetic disease modifier factors, and also allows developing approaches to radical treatment of the disease. New advances of sequencing technologies have made it possible to describe new phenotypes and study their genetic and molecular mechanisms. This article describes the pathogenetic aspects and genes that cause main and rare syndromic subtypes of EB.

Буллезный эпидермолиз (БЭ) – наследственное нарушение, вызывающее хрупкость кожи, обусловленную изменениями генов, отвечающих за целостность кожи и дермо-эпидермальную адгезию. Хрупкость кожи проявляется снижением устойчивости к внешним механическим воздействиям, клинические признаки которой – образование пузырей, эрозий и ран на коже и слизистых оболочках. Для БЭ характерен широкий фенотипический спектр, при тяжелых типах, кроме кожи и слизистых, отмечаются мультисистемность поражения и развитие внекожных осложнений, высокая летальность. Выделено более 30 клинических подтипов БЭ, сгруппированных в четыре основных типа: простой, пограничный, дистрофический БЭ и синдром Киндлера. На сегодняшний день БЭ обусловливают патогенные варианты в 16 различных генах, которые кодируют белки, входящие в состав крепящих структур кожи, и сигнальные белки. Генетические дефекты в этих генах служат причиной нарушения функции клеточных структур, процессов дифференцировки, пролиферации и апоптоза клеток, приводя к механической неустойчивости кожи. Образование укороченных белков или уменьшение их количества обуславливает в основном функциональные нарушения, формируя легкие или среднетяжелые фенотипы. При нулевых генетических вариантах, вследствие которых экспрессия белка утрачивается полностью, возникают структурные нарушения, влекущие тяжелую клиническую картину. Для большинства вовлеченных в патогенез БЭ генов обнаружены определенные связи между характером и локализацией генетических дефектов с тяжестью клинических проявлений заболевания. Установление точного диагноза зависит от корреляции клинических, генеалогических и иммуногистологических данных в сочетании с молекулярно-генетическим исследованием. В целом изучение клинических, генетических и ультраструктурных изменений при БЭ значительно расширяет понимание естественного течения заболевания и пополняет данные о корреляциях генотип-фенотип, способствует поиску и изучению эпигенетических и негенетических факторов-модификаторов заболевания, а также разработке подходов к радикальному лечению заболевания. Новые возможности технологий секвенирования позволили описать новые фенотипы и изучить их генетические и молекулярные механизмы. В настоящей статье описаны патогенетические аспекты и гены, вызывающие классические и редкие синдромальные подтипы БЭ.

The structure of diseases in humans is heterogeneous, which is manifested by various combinations of diseases, including comorbidities associated with a common pathogenetic mechanism, as well as diseases that rarely manifest together. Recently, there has been a growing interest in studying the patterns of development of not individual diseases, but entire families associated with common pathogenetic mechanisms and common genes involved in their development. Studies of this problem make it possible to isolate an essential genetic component that controls the formation of disease conglomerates in a complex way through functionally interacting modules of individual genes in gene networks. An analytical review of studies on the problems of various aspects of the combination of diseases is the purpose of this study. The review uses the metaphor of a hermeneutic circle to understand the structure of regular relationships between diseases, and provides a conceptual framework related to the study of multiple diseases in an individual. The existing terminology is con- sidered in relation to them, including multimorbidity, polypathies, comorbidity, conglomerates, families, “second diseases”, syntropy and others. Here we summarize the key results that are extremely useful, primarily for describing the genetic architecture of diseases of a multifactorial nature. Summaries of the research problem of the disease connection phenomenon allow us to approach the systematization and natural classification of diseases. From practical healthcare perspective, the description of the disease connection phenomenon is crucial for expanding the clinician’s interpretive horizon and moving beyond narrow, disease-specific therapeutic decisions.