В настоящем исследовании в группе спонтанных абортусов I триместра беременности с нормальным кариотипом проведён анализ индекса метилирования импринтированных генов GNAS ( NESP55 ) и GRB10. Исследование выполнено с использованием образцов экстраэмбриональной мезодермы 47 спонтанных абортусов и 45 индуцированных абортусов, составивших контрольную группу. Показано статистически значимое увеличение индекса метилирования импринтированного гена NESP55 и снижение индекса метилирования гена GRB10 у спонтанных абортусов. Исходя из функции исследуемых импринтированных генов можно предположить, что увеличение индекса метилирования гена NESP55 и его снижение в GRB10 могли усиливать подавление роста эмбриона и привести к остановке его развития.

Сравнение молекулярных кариотипов внеклеточной ДНК из внутриполостной жидкости бластоцисты, клеток эмбриобласта и трофэктодермы открывает новые перспективы для изучения цитогенетических механизмов формирования числовых хромосомных нарушений в преимплантационном периоде развития человека. Кроме того, такой анализ позволяет оценить диагностическую ценность внеклеточной ДНК как дополнительного источника информации об эмбриональном кариотипе при преимплантационной генетической диагностике. Цель исследования - сравнительное молекулярно-цитогенетическое кариотипирование эмбриобласта, трофэктодермы и внеклеточной ДНК из внутриполостной жидкости бластоцисты. Методами метафазной и микроматричной сравнительной геномной гибридизации проанализировано 29 бластоцист человека 5 дня развития. Внеклеточная ДНК была успешно амплифицирована в 86,2% (25/29) образцов. По результатам анализа трофэктодермы, эмбриобласта и внеклеточной ДНК, бластоцисты были эуплоидными в 31%, 36% и 28% случаев соответственно. Лишь 3 бластоцисты из 29 (10,3%) имели нормальный кариотип по данным анализа всех трех образцов. Всего было выявлено 175 анеуплоидий, при этом трисомии, моносомии, частичные три- и моносомии встречались с частотой 47,4%, 46,9%, 5,1% и 0,5% соответственно. Отмечено преобладание трисомий в эмбриобласте, недоступном для преимплантационного генетического скрининга. Хромосомный мозаицизм выявлен в 14 обследованных бластоцистах (48,2%), а в 44,8% бластоцист описаны реципрокные анеуплоидии, представленные сочетанием трисомии и моносомии по одной паре гомологичных хромосом. Всего зафиксировано 25 реципрокных анеуплоидий, в формирование которых было вовлечено 50 из 175 анеуплоидий (28,5%). Таким образом, внеклеточная ДНК может быть успешно амплифицирована и проанализирована современными молекулярно-цитогенетическими методами. Результаты сравнительного молекулярного кариотипирования внеклеточной ДНК, клеток эмбриобласта и трофэктодермы в целом свидетельствуют о недооценке частоты анеуплоидных и мозаичных бластоцист. Установлено, что в 72,4% случаев молекулярные кариотипы эмбриобласта и трофэктодермы не являются идентичными, что говорит о невозможности прямой экстраполяции результатов преимплантационного генетического скрининга биопсированных клеток трофэктодермы на внутреннюю клеточную массу. Соответственно, внеклеточная ДНК в полости бластоцист человека может рассматриваться как важный дополнительный источник информации о кариотипе эмбриона при проведении преимплантационной генетической диагностики.

Фенотипические проявления транслокаций Х;аутосома, в отличие от транслокаций аутосома;аутосома, часто зависят от нескольких факторов: расположения точек разрыва на обеих хромосомах и особенностей инактивации Х-хромосомы. Благодаря развитию молекулярно-цитогенетических и генетических методов в настоящее время мы можем более детально исследовать каждый конкретный случай таких транслокаций, что позволяет глубже понять причины проявления патологического фенотипа. Цель исследования - оценить влияние инактивации Х-хромосомы на клинические проявления различных транслокаций Х;аутосома. С использованием матричной сравнительной геномной гибридизации (aCGH, 8х60K, Agilent Technologies) и метилчувствительной ПЦР проанализированы хромосомные мутации и уточнены точки разрыва, а также оценен характер инактивации Х-хромосомы у трех пациенток женского пола с различными транслокациями X;аутосома. В случае несбалансированной транслокации 46,X,t(X;3)(p11.3;q21.3) инактивация Х-хромосомы оказывает протективное действие на фенотип, тогда как сбалансированная транслокация 46,X,t(X;9)(q22;q13) у второй пациентки проявляется тяжелыми клиническими симптомами вследствие возможной частичной функциональной моносомии хромосомы 9. Кроме того, на фенотип пациентки может оказывать влияние дополнительная микроделеция, выявленная в субсегменте 22q11.22 методом aCGH. И, наконец, в случае, когда в транслокации 46,X,t(X;10)(p22.2;q11.2) задействован дистальный район короткого плеча Х-хромосомы, процесс инактивации не связан с фенотипом пациента, так как регион Xp22.2 избегает инактивации. Для детального анализа фенотипических проявлений транслокаций Х;аутосома необходим комплексный подход, включающий цитогенетические, молекулярно-цитогенетические методы анализа структуры хромосом и анализ характера инактивации Х-хромосомы.

Туберкулез (ТБ) является глобальной проблемой здравоохранения как во всем мире, так и в нашей стране, особенно на территории Сибирского федерального округа и Дальнего Востока. Общеизвестным является факт наличия генетических факторов, влияющих на предрасположенность к ТБ. Целью данной работы было изучение роли полиморфизмов генов системы IL-12/IFN-g в развитии разных клинических форм ТБ. Исследование проведено в выборке русских жителей г. Томска: больные ТБ (n = 331) и здоровые доноры (n = 279). Среди больных были выделены подгруппы пациентов с первичным (n = 61) и вторичным (n = 270) ТБ, а также пациенты с инфильтративной (n = 155) и диссеминированной формами (n = 68) ТБ. Показана ассоциация аллеля А и генотипа AA гена STAT1 (rs2066797) с развитием вторичного ТБ (p = 0,0097). Кроме того, установлена ассоциация аллеля С и генотипа СС гена IL12RB1 (rs17882555) с развитием инфильтративной формы заболевания (p<0,001). Полученные результаты свидетельствуют о различиях в генетической подверженности отдельным клиническим формам ТБ.

Привычное невынашивание беременности (ПНБ) - это потеря двух и более беременностей подряд, затрагивающая до 5% супружеских пар в популяции. Средняя частота хромосомных аномалий у спонтанных абортусов человека составляет около 50%, и если считать возникновение хромосомных аномалий случайным событием, то, независимо от кариотипа первого выкидыша, последующий в половине случаев должен быть цитогенетически нормальным. Целью данной работы было определить, существует ли закономерная повторяемость хромосомной конституции у спонтанных абортусов от одной супружеской пары. Прокариотипировано 108 случаев повторной гибели эмбриона в 51 семье. Кариотип абортусов был получен с использованием комбинации нескольких методов: стандартного цитогенетического анализа, сравнительной геномной гибридизации (CGH), флуоресцентной гибридизации in situ (FISH) и сравнительной геномной гибридизации на микрочипах (aCGH) (73, 29, 3 и 3 образца соответственно). Среди обследованных женщин 35% (18/51) были здоровы, а 59% (30/51) имели заболевания женской половой сферы, ассоциированные с ПНБ. Отношение шансов (OR) потери второго эмбриона с таким же кариотипом (нормальным или аномальным), как и у первого абортуса, составило 6,98 (95% CI: 2,04-23,88; p = 0,0013). У 19 женщин из 51 (37%) все погибшие зародыши были с нормальным кариотипом, причем у 7 из этих женщин не было выявлено патологии, обусловливающей невынашивание беременности. Оба выкидыша с аномалиями кариотипа имели 35% (18/51) женщин, из них у 6 женщин аномалии эмбрионов представляли собой повторные трисомии по различным хромосомам (гетеротрисомии), еще в одной семье оба абортуса имели трисомию 16. Одиннадцать случаев повторной гибели эмбрионов оказались сочетанием различных типов аномалий. Средний возраст женщин с двумя трисомными выкидышами оказался выше, чем у женщин с двумя выкидышами с различными типами аномалий (33,1 ± 3,45 и 28,7 ± 5,78 года соответственно, p = 0,025). Вероятность того, что последующий абортус будет иметь такой же кариотип (нормальный или аномальный), что и предыдущий, повышена. Повторные выкидыши с нормальным кариотипом могут быть обусловлены наличием у женщин этиологических факторов невынашивания, не диагностируемых стандартными методами обследования. Некоторые пациентки с повторными трисомиями абортусов, возможно, имеют более высокий риск хромосомного нерасхождения, чем другие женщины в том же возрасте. Сочетание у абортусов от одной женщины аберраций различных типов скорее всего случайно: маловероятно, чтобы наличие конкретного типа аномалии могло быть связано с повышенным риском возникновения другого типа аномалий, так как их формирование обусловлено различными механизмами.

Популяции человека проживают в различных условиях среды обитания, которые требуют адаптации, особенно к экстремальным средовым факторам. Действие адаптивной эволюции отражается и на генетической структуре популяций человека. В настоящем исследовании был проведен анализ вариабельности 25 однонуклеотидных полиморфизмов (SNP), связанных с адаптацией к холодному климату, в мировых популяциях. Показано влияние климатических и географических факторов на генетическое разнообразие популяций человека. Выявлен рост генетического разнообразия по изученным маркерам от Африки по мере расселения современного человека по земному шару. Вероятно, высокая частота аллелей, ассоциированных с адаптацией к климату, в некоторых популяциях человека может быть объяснена в рамках гипотезы канализации/деканализации геном-феномных отношений в ходе расселения современного человека.

Регуляторные однонуклеотидные полиморфные варианты (rSNP) представляют большой интерес для исследователей, поскольку играют значимую роль в развитии различных патологических состояний человека путем изменения уровня экспрессии кандидатных генов, однако относятся к наименее изученной функциональной группе SNP. Целью данного исследования было изучение генетической компоненты преэклампсии (ПЭ) по системе rSNP нового гена-кандидата NDRG1 и выявление роли естественного отбора в ее формировании. В представленной работе изучено четыре rSNP. Исследование проводилось в различных этнических группах (русские, якуты и буряты). Полученные данные показали ассоциацию с развитием ПЭ трех rSNP гена NDRG1: rs12678229, rs2227262 и rs3802252. Выявлено действие слабого отрицательного отбора для rs2227262. Результаты исследования могут свидетельствовать о значимой роли rSNP нового гена-кандидата NDRG1 в формировании вариабельности уровня экспрессии плацентарной ткани при физиологично протекающей беременности и ПЭ.

Туберкулез является значимой медико-социальной проблемой в связи с широкой распространенностью, высокой степенью инвалидизации и смертности населения. После инфицирования M. tuberculosis у подавляющего большинства развивается латентная туберкулезная инфекция (ЛТБИ), адекватно оценить истинную распространенность которой (по оценкам ВОЗ - это около 30% населения) практически невозможно, поскольку диагностику данного состояния проводят лишь у детей и ВИЧ-инфицированных. Целью настоящего исследования был поиск генетических маркеров, ассоциированных с ЛТБИ. У 70 пациентов с ЛТБИ и 445 индивидов из контрольной выборки изучено 62 однонуклеотидных полиморфизма (SNPs). Ассоциации с ЛТБИ выявлены для трех маркеров: rs2505675 (pperm = 0,020), rs958617 (pperm = 0,019), rs6676375 (pperm = 0,021). С использованием MB-MDR выявлены информативные для оценки риска развития ЛТБИ межлокусные комбинации генотипов, характеризующие возможные межгенные (эпистатические) взаимодействия. Получено 4 двухлокусных (p<0,01) и 5 трехлокусных статистически значимых моделей (p<0,001), включающих 14 SNPs. Детальное рассмотрение полученных моделей позволило для каждой межлокусной комбинации получить от одного до трех сочетаний генотипов, предрасполагающих к развитию ЛТБИ, значения OR для которых составляют от 1,97 до 15,66. Полученные результаты указывают на выраженную роль эпистатических взаимодействий генов при ЛТБИ.

Physiological changes in the brain with natural aging and the development of dementia have a common genetic basis, which makes it important to search for genetic variants that delineate the natural decline in cognitive abilities with age and dementia of the Alzheimer's type. Objective: the search for the relationship between two polymorphic variants (rs429358 and rs7412) APOE gene and their protein isoforms (apoE) with the variability of cognitive functions in the elderly, determined by Montreal Cognitive Assessmnet (MoCA) total score. The study was performed on a group of 695 elderly people (177 men and 518 women) tested by a battery of MoCA tests. Genotyping was carried out by real-time PCR using TaqMan probes. The analysis of genotypic variability associations with the nominal trait was performed by the Kruskel-Wallis and the median test nonparametric methods.It was shown that the rs429358*C allele carriers and protein isoforms e4/e4+e2/e4+e3/e4 carriers in comparison with the e3/e3 homozygous have the greatest risk of decreased cognitive abilities in old age (OR (95% CI) was 1.51 (1.09 - 2.10), c2 = 6.66, p = 0.01 and OR = 1.64, 95% CI (1.11 - 2.44), c2 = 6.76, p = 0.009, respectively). Probably, the revealed associations indicate to the presence of common genes and mechanisms for dementia and intellect with normal variability of cognitive functions inheritance.

Проведено репликативное ассоциативное исследование в дизайне случай-контроль 30 однонуклеотидных полиморфных вариантов генов, показавших высокодостоверную ассоциацию с когнитивными функциями, болезнью Альцгеймера (БА) или шизофренией по данным полногеномных ассоциативных исследований и метаанализам. Была установлена статистически достоверная ассоциация полиморфного варианта rs12922317 гена SNX29 с фенотипом БА, что в других работах не встречалось. Минорный аллель G rs12922317 гена SNX29 достоверно чаще встречался среди больных БА по сравнению с контрольной группой (OR = 1,57, 95% CI 1,14-2,16, p = 0,006). В других работах была показана роль полиморфного маркера rs12922317 гена SNX29 в развитии таких заболеваний, как шизофрения, В-клеточная лимфома яичка и эпителиальная овариальная карцинома.

Митохондриальный геном кодирует жизненно важные белки субъединиц дыхательной цепи и характеризуется высоким уровнем полиморфизма в популяциях человека. Однако работы по поиску генов предрасположенности к многофакторным заболеваниям, в том числе сердечно-сосудистым, часто ограничиваются анализом ядерного генома. В то же время показано, что отдельные генотипы мтДНК могут отличаться более высокой или низкой эффективностью окислительного фосфорилирования. Выявлены ассоциации популяционного полиморфизма мтДНК с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Согласно результатам наших исследований, а также опубликованных другими авторами результатам ассоциативных и функциональных исследований, можно говорить о том, что эффект полиморфизма мтДНК проявляется чаще не в предрасположенности к сердечно-сосудистым заболеваниям в целом, а в риске развития осложнений и коморбидных фенотипов в пределах синтропии сердечно-сосудистого континуума.

Воздействие ионизирующего излучения вызывает значительные функциональные изменения в клетках человека, выражающиеся в активации различных сигнальных путей и транскрипционного ответа множества генов. Величина этих изменений вариабельна у разных индивидов, составляя феномен индивидуальной радиочувствительности. В обзоре рассматриваются известные маркеры индивидуальной радиочувствительности человека, начиная от цитогенетических, позволяющих непосредственно оценить эффективность репарации радиационно-индуцированных повреждений ДНК в клетках, до маркеров, выделенных на основании полногеномных и полнотранскриптомных исследований дифференциально экспрессирующихся генов, обусловливающих различные аспекты клеточного и организменного ответа на радиационное воздействие.

Прогресс в изучении генома и сопутствующее развитие технологий высокопроизводительного молекулярно-генетического генотипирования и кариотипирования, а также клеточных технологий привели к расширению представлений об этиологии и патогенезе хромосомных болезней человека. В последние годы накоплен ряд фактов, акцентирующих внимание на том, что эволюционно сложившиеся особенности организации генома детерминируют возникновение клинически значимых хромосомных аберраций. В настоящем обзоре обобщены данные об особенностях возникновения и фенотипического проявления таких новых классов хромосомных болезней, как синдромы реципрокных хромосомных микроделеций и микродупликаций, «моногенные» хромосомные микроделеции и микродупликации, хромосомные заболевания, связанные с нарушением структуры топологически ассоциированных доменов.

Цитология. 2018. Т.60. №6. С. 403-416

Открытый группой Яманака способ превращать терминально дифференцированные клетки в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) вызвал в последнее десятилетие всплеск исследований в этой области. Появились возможности для исследований, в которых полученные от пациентов ИПСК используются как мощная платформа для изучения патогенеза заболеваний человека, особенно тех, которые прежде невозможно было изучать на клеточном уровне из-за труднодоступности материала. Однако несмотря на значительный прогресс в этой области, проблема безопасности остается во многом нерешенной, и основным дискуссионным вопросом в этом плане является влияние репрограммирования на стабильность генома. Хотя функциональные последствия нестабильности не всегда значимы, присутствие генетических аберраций в ИПСК осложняет их биомедицинское использование. Сохранение стабильного генома плюрипотентных стволовых клеток человека является ключевым фактором для большинства сфер практического применения этой технологии, таких как клеточная терапия, моделирование заболеваний и фармакологические исследования. В связи с этим представляют интерес данные об особенностях механизмов поддержания стабильности генома и специфике мутационного процесса в ИПСК, анализу которых посвящен данный обзор. Поскольку в наибольшей степени качество ИПСК снижают крупные хромосомные аберрации, акцент сделан на рассмотрении генетической целостности на хромосомном и субхромосомном уровнях организации наследственной информации. В обзоре обобщены данные об особенностях клеточного цикла и ответа на повреждение ДНК в репрограммированных клетках, влияющих на сегрегацию хромосом и возникновение в них перестроек, а также приведена информация о влиянии репликационного и окислительного стресса на стабильность генома ИПСК.

To study associations between genes of different functional classes, including fibrogenesis genes, with coronary atherosclerosis and specific features of its course. Methods. We included in this study404 patients with confirmed chronic ischemic heart disease (IHD) who had undergone coronary artery bypass grafting. Two groups of participants were distinguished - those with (n=188) and without (n=216) history of myocardial infarction (MI). Control group consisted of inhabitants of the Siberia region (n=285). Associations were analyzed using 48 single nucleotide polymorphisms (SNP) located in genes earlier determined as associated with diseases of the cardiovascular continuum (diabetes mellitus, MI, atherosclerosis). Multiplex genotyping was performed using mass spectrometry. For statistical analyses we used Statistica v8.0 and R-language with “stats” and “genetics” packages. Results. We identified several genetic markers contributing to susceptibility to development of atherosclerosis. Same markers were identified as determinants of the character ofthe course of atherosclerotic disease. Risk of development of atherosclerosis was higher in carriers of the following genotypes: TT of ITGB5 gene (rs1007856) - by 1.6 times (OR=1.59; р=0.0153); GG of ITGA4 gene - by 1.85 times (OR=1.85; р=0.0016); GG of IGFBP7 gene (rs11133482) - by 2.4 times (OR=2.36; р=0.0031). The following genotypes were identified as protective against MI and determining stable course of the disease: AA of TLR4 gene (rs4986790) (OR=0.47; р=0.0104).; CC of LDLR gene (rs2738446) (OR=0,53; р=0.0041); GG of OAS1 gene (rs1131454) (OR=0.50; р=0.0274). Conclusion. Susceptibility to coronary atherosclerosis and prognosis of disease progression were found to be associated with polymorphism of certain genes, involved in metabolism of the extracellular matrix and processes of fibrogenesis (ADAMDEC1, ITGA4, ITGB5, CDKN2B-AS1, IGFBP7), lipid metabolism (LDLR), immune system functioning (TLR4, OAS1) and DNA repair (LIG1).