Коморбидность, или сочетание нескольких заболеваний у одного индивида, - явление распространенное и широко исследуемое. Однако генетические основы неслучайного сочетания болезней остаются недостаточно изученными. Современные технологии и методы анализа геномных данных делают возможным определение генетического профиля у больных, «обремененных» множеством болезней (полипатии, конгломераты болезней), и его сравнение с профилем больных отдельными формами патологии. Проведено ассоциативное исследование трех групп больных с различными сочетаниями сердечно-сосудистых заболеваний и контрольной группы. Выборки больных формировались по принципу только одного заболевания - ишемическая болезнь сердца (ИБС), сочетание двух заболеваний - ИБС и артериальная гипертония (АГ), сочетание нескольких болезней - ИБС, АГ, сахарный диабет типа 2 (СД2) и гиперхолестеринемия (ГХ). Генотипирование проводили на платформе геномного сервиса «Мой ген» (www.i-gene.ru). Представлен анализ ассоциаций более 1400 генетических полиморфных вариантов с изучаемыми фенотипами. С фенотипом «только ИБС» ассоциировано 14 полиморфных вариантов, в том числе, относящихся к генам APOB, CD226, NKX2-5, TLR2, DPP6, KLRB1, VDR, SCARB1, NEDD4L, SREBF2, и варианты в межгенных промежутках rs12487066, rs7807268, rs10896449 и rs944289. С фенотипом «ИБС в сочетании с АГ» ассоциировано 13 генетических маркеров, в том числе в генах BTNL2, EGFR, CNTNAP2, SCARB1, HNF1A и межгенные полиморфные варианты rs801114, rs10499194, rs13207033, rs2398162, rs6501455, rs1160312. С сочетанием нескольких болезней сердечно-сосудистого континуума (ССК) ассоциировано 14 генетических маркеров, в том числе в генах TAS2R38, SEZ6L, APOA2, KLF7, CETP, ITGA4, RAD54B, LDLR и MTAP и варианты в межгенных промежутках rs1333048, rs1333049 и rs6501455. Для фенотипов «только ИБС» и «ИБС в сочетании с АГ» выявлен один общий генетический маркер - rs4765623 гена SCARB1; для «ИБС в сочетании с АГ» и сочетанием нескольких заболеваний (синтропией) выявлено два общих генетических маркера - rs663048 гена SEZ6L и rs6501455, находящийся в межгенном регионе; между «синтропией» и «только ИБС» не найдено общих генов из числа изученных. В результате классифицирующего анализа принадлежности ассоциированных генов к основным метаболическим путям организма установлено, что гены липидного обмена вовлечены в формирование всех трех вариантов течения болезней ССК, а гены иммунного ответа специфичны для «изолированной» формы ИБС. Показано также, что коморбидность представляет собой дополнительную сложность на пути использования данных ассоциативных генетических исследований в тестах наследственной предрасположенности к заболеваниям, так как генетический профиль сочетанных заболеваний может отличаться от профиля отдельных, не сочетанных форм патологии.

Allele-frequency distributions for gene polymorphisms associated with autoimmune and allergic diseases, as well as the regulation of immunoglobulin E and cytokines levels, were studied in 26 populations of Northern Eurasia. There was no significant correlation between the values of average expected heterozygosity by 44 gene polymorphisms and climate or geographic factors. Population groups exhibited clustering according to their geographic location. The degree of genetic differentiation among populations and the selective neutrality of gene polymorphisms were also assessed. The results demonstrate substantial genetic diversity and differentiation of human populations by the genes studied.

Изучали распределение частот аллелей полиморфных вариантов генов, ассоциированных с аутоиммунными и аллергическими заболеваниями, а также с регуляцией уровня иммуноглобулина E и цитокинов в 26 популяциях Северной Евразии. Не обнаружено статистически значимой корреляции между значениями средней ожидаемой гетерозиготности по 44 полиморфным вариантам генов и климато-географическими факторами. Наблюдается кластеризация популяционных групп в соответствии с их принадлежностью к различным географическим регионам. Исследовали также, какова степень генетической дифференциации между популяциями и наблюдается ли селективная нейтральность полиморфизма генов. Показано значительное генетическое разнообразие и дифференциация популяций человека по изученным генам.

Early stages of human embryonic development are characterized by the spatiotemporal coincidence of events of total epigenetic genome reprogramming and elevated level of mosaic forms of numerical chromosome abnormalities. It is possible that the abnormal reprogramming of various regions of the genome can lead to violations of local epigenetic chromatin organization and gene expression, which affect the correct chromosome segregation during mitosis. In this study, a comparative analysis of the methylation index of LINE-1 retrotransposon, which largely reflects the methylation profile of the genome, is performed in placental tissues of spontaneous abortions with complete and mosaic forms of aneuploidy and with a normal karyotype, as well as in the control group of induced abortions of the first trimester of pregnancy. It was shown that extraembryonic mesoderm and chorionic cytotrophoblast of spontaneous abortions with chromosomal mosaicism are characterized by the highest index of LINE-1 methylation among all studied groups. At the same time, the excessive hypomethylation of transposable genetic element was registered in spontaneous abortions with normal karyotype. We hypothesize that violations of parental genome demethylation during epigenetic reprogramming at preimplantation stages of development may be associated with an increased frequency of mitotic errors in chromosome segregation, which leads to the formation of a mosaic karyotype.

Ранние этапы эмбрионального развития человека характеризуются пространственно-временным совпадением событий тотального эпигенетического репрограммирования генома с возрастанием частоты мозаичных форм числовых хромосомных нарушений. Можно предположить, что аномалии этого процесса в различных областях генома приводят к нарушениям локальной организации хроматина и экспрессии генов, что нарушает также правильную сегрегацию хромосом в митозе. Мы сравнивали индексы метилирования ретротранспозона LINE-1, характеризующие профиль метилирования генома, в плацентарных тканях спонтанных абортусов человека с чистыми и мозаичными формами анеуплоидий, с нормальным кариотипом, а также индуцированных абортусов первого триместра беременности в качестве контроля. Впервые показано, что, по сравнению с другими изученными группами, во внезародышевой мезодерме и цитотрофобласте хориона спонтанных абортусов с хромосомным мозаицизмом индекс метилирования LINE-1 максимален. В то же время у спонтанных абортусов с нормальным кариотипом метилирование мобильного генетического элемента существенно понижено. Высказана гипотеза, что нарушения в процессе деметилирования родительских геномов при эпигенетическом репрограммировании на предымплантационных этапах развития могут быть связаны с повышением частоты ошибок митотической сегрегации хромосом, что приводит к формированию мозаичного кариотипа.

X-chromosome microsatellite markers are a convenient tool for studying genetic variability in human populations and DNA identification, especially during the decreased informativeness of autosomal markers. The results of genetic analysis of Siberian populations by ten X-linked microsatellite markers (DXS8378, GATA172D05, DXS7132, DXS9898, DXS7423, DXS8377, DXS101, DXS6809, DXS6789, and HPRTB) are presented. The allele frequencies, criminalistics parameters, and genetic relations between populations were calculated. The average level of expected heterozygosity (He) was 0.73 in populations. The total level of genetic differentiation in ten populations was relatively low (Fst = 0.031) compared to the level determined by autosomal and Y chromosome markers. The high probability of the establishment of differences (PD) between two unrelated individuals using a ten X-STR marker system was demonstrated. The average PD value in the panel of ten X chromosome microsatellite markers was 0.9999999997 in women and 0.999998 in men. The total level of genetic differentiation in a pool of ten populations is 0.03186.

X-хромосомные микросателлитные маркеры - удобный инструмент для изучения генетического разнообразия в популяциях человека и ДНК-идентификации, особенно при сниженной информативности аутосомных маркеров. Представлены результаты генетического анализа популяций Сибири по 10 Х-сцепленным микросателлитным маркерам (DXS8378, GATA172D05, DXS7132, DXS9898, DXS7423, DXS8377, DXS101, DXS6809, DXS6789, HPRTB). Рассчитаны частоты аллелей, криминалистические параметры, генетические взаимоотношения между популяциями. Средний уровень ожидаемой гетерозиготности (He) в популяциях составил 0.73. Общий уровень генетической дифференциации в 10 популяциях оказался относительно невысоким (Fst = 0.031) в сравнении с уровнем, определенным по аутосомными и Y-хромосомным маркерам. Показана высокая вероятность установления различий (PD) между двумя неродственными индивидами с использованием 10 X-STR-маркерной системы. Среднее значение PD в панели из 10 X-хромосомных микросателлитных маркеров составило 0.9999999997 у женщин, 0.999998 - у мужчин. Общий уровень генетической дифференциации в пуле из 10 популяций равен 0.03186.

Allele frequencies and genetic diversity in the population of Teleuts were assessed by the Alu repeat polymorphism at eight autosomal loci (ACE, APOA1, PLAT, F13, PV92, A25, CD4, D1). For comparison, the study included previously obtained data on the Alu polymorphism in 19 indigenous populations of Siberia. On the dendrogram of genetic distances, the Teleut population is located in the cluster of Siberian ethnic groups, which are similar in origin, geography, and cultural traditions.

Проанализированы частоты аллелей и генетическое разнообразие популяции телеутов по полиморфизму Alu-повторов в восьми аутосомных локусах (АСЕ, APOA1, PLAT, F13, PV92, A25, CD4, D1). Для сравнения в исследование включены ранее полученные данные по полиморфизму Alu-элемента в 19 популяциях коренных жителей Сибири. На дендрограмме генетических расстояний популяция телеутов располагается в кластере сибирских этносов, близких по происхождению, географии и культурным традициям.

The genetic variability of the DMPK locus has been studied in relation to six SNP markers (rs2070736, rs572634, rs1799894, rs527221, rs915915, and rs10415988) in Yakuts with myotonic dystrophy (MD) in the Yakut population and in populations of northern Eurasia. Significant differences were observed in the allele frequencies between patients and a population sample of Yakuts for three SNP loci (rs915915, rs1799894, and rs0415988) associated with a high chance of disease manifestation. The odds ratios (OR) of MD development in representatives of the Yakut population for these three loci were 2.59 (95% CI, p = 0,004), 4.99 (95% CI, p = 0.000), and 3.15 (95% CI, p = 0.01), respectively. Haplotype TTTCTC, which is associated with MD, and haplotype GTCCTT, which was observed only in Yakut MD patients (never in MD patients of non-Yakut origin), were revealed. A low level of variability in the locus of DMRK gene in Yakuts (H e = 0.283) compared with other examined populations was noted. An analysis of pairwise genetic relationships between populations revealed their significant differentiation for all the examined loci. In addition, a low level of differentiation in territorial groups of Yakut populations (F ST = 0.79%), which was related to the high subdivision of the northern Eurasian population (F ST = 11.83%), was observed.

Изучена генетическая вариабельность локуса DMPK по шести SNP-маркерам (rs2070736, rs572634, rs1799894, rs527221, rs915915, rs10415988) у якутов, больных миотонической дистрофией (МД), в популяции якутов и в популяциях Северной Евразии. Были зафиксированы значимые отличия в частотах аллелей между больными и популяционной выборкой якутов по трем SNP-локусам (rs915915, rs1799894 и rs10415988), что отразилось в высоких значениях вероятности проявления заболевания. Отношение шансов (OR) развития МД у представителей якутской популяции по этим локусам оценивались как 2.59 (95% CI, p = 0.004), 4.99 (95% CI, p = 0.000) и 3.15 (95% CI, p = 0.01) соответственно. Выявлен гаплотип TTTCTC, ассоциированный с MД, и специфический только для больных якутов гаплотип GTCCTT, не встречающийся среди больных МД не якутского происхождения. Отмечен низкий уровень разнообразия в локусе DMPK у якутов (He = 0.283) по сравнению с другими изученными популяциями. Анализ генетических взаимоотношений между парами популяций выявил их достоверную дифференциацию по всем локусам. Кроме того, наблюдался низкий уровень дифференциации территориальных групп якутских популяций (FST = 0.79%) на фоне высокой подразделенности населения Северной Евразии (FST = 11.83%).

This paper reports the results of replicative analysis of associations of 15 SNPs in a region of 14 genes previously identified in genome-wide association studies (GWAS) with early-onset schizophrenia in Kazakhs. An association of early-onset schizophrenia with genetic markers in three genes (VRK2, KCNB2, and CPVL) was found. An association of rs2312147 in the VRK2 gene with schizophrenia was also previously reported in the Chinese population, so this marker may be considered as possibly race-specific. Two groups consisting of four and six genes demonstrating intergenic epistatic interactions were revealed by multifactor dimensionality reduction methods. The gene ontologies of 14 studied genes were reduced to variants of one molecular function (peptidase activity) and one biological process (positive regulation of biosynthesis processes). Bioinformatic analysis of the protein-protein interactions of products of the genes under study demonstrates that the products of six out of 14 genes may be involved in a single interrelated network, the major connecting link of which is represented by their ubiquitination by the UBC protein.

В настоящей работе проведен репликативный анализ ассоциаций 15 SNP в области 14 генов, ранее выявленных в широкогеномных исследованиях (GWAS), с шизофренией с ранним началом у казахов. Обнаружена ассоциация ранней шизофрении с маркерами трех генов (VRK2, KCNB2 и CPVL). Ассоциация rs2312147 гена VRK2 с шизофренией ранее была также реплицирована у китайцев, что позволяет рассматривать этот маркер как вероятный расо-специфичный. С помощью методов снижения размерности многофакторных данных были обнаружены две группы из четырех и шести генов, демонстрирующих межгенные эпистатические взаимодействия. Генные онтологии 14 изученных генов сводятся к вариантам одной молекулярной функции (пептидазная активность) и одному биологическому процессу (положительная регуляция процессов биосинтеза). Биоинформационный анализ белок-белковых взаимодействий продуктов изучаемых генов показывает, что продукты шести из 14 генов могут быть вовлечены в единую взаимосвязанную сеть, главным связующим звеном которой является убиквитинилирование их белком UBC.

The discovery of cell-free DNA in the blastocoele fluid is promising for the development of new noninvasive methods for the preimplantation genetic diagnosis of chromosomal diseases. However, there are no data confirming the concordance between the molecular karyotype of cell-free DNA from blastocoele fluid and the blastocyst cells per se. This paper reports on such concordance according to the results of molecular cytogenetic analysis by comparative genomic hybridization.

Обнаружение фрагментов ДНК в полостной жидкости бластоцеля открывает перспективы в развитии новых методов неинвазивной преимплантационной генетической диагностики хромосомных болезней. Однако до настоящего времени отсутствуют данные, подтверждающие соответствие молекулярного кариотипа внеклеточной ДНК из жидкости бластоцеля и клеток бластоцисты. В настоящей работе сообщается о наличии такого соответствия по результатам молекулярно-цитогенетического анализа хромосомного набора, проведенного с помощью сравнительной геномной гибридизации.