Научная статья на тему 'Механизмы формирования мутации в гене дистрофина при миодистрофии Дюшенна'

Механизмы формирования мутации в гене дистрофина при миодистрофии Дюшенна Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
1224
107
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Абдрахманова Ж.

Локализация и клонирование последовательности к ДНК гена дистрофина открывают принципиально новые возможности диагностики мышечная дистрофия Дюшенна (МДД), основанные на исследовании мутантных аллелей у пациентов, членов их семей или у предполагаемых гетерозиготных носителей патологических мутаций. Это в равной степени относиться к перинатальной диагностике, которая может быть проведена с использование молекулярных методов анализа на самых ранних стадиях развития плода. Эти же подходы вполне приемлемы для доклинической диагностики болезни, что позволяет выработать и начать рациональную тактику лечения, а также эффективно выявлять гетерозиготных носителей в семьях высокого риска для профилактики миодистрофии Дюшенна. Решающим преимуществом молекулярной диагностики является ее универсальность, возможность использовать для анализа любые ДНКсодержащие клетки или ткани и при этом анализ в принципе может быть произведен на любых стадиях онтогенеза, начиная со стадии зиготы [1].

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Механизмы формирования мутации в гене дистрофина при миодистрофии Дюшенна»

2005. - 24 с.

15. Большаков А.С., Михайлов В.И. Современный менеджмент: теория и практика. -СПб.:Питер,2007.-416с.

16. Веснин В.Р. Основы менеджмента. - 4-е изд., доп. и испр. - М.: ООО «Издательство ЭЛИТ», -2008.-560с.

17. Виханский О.С., Наумов А.И. Менеджмент: Учебник. - М.: Гардарики, 2009. - 288 с.

18. Егоршин А.П. Управление персоналом - Н.Новгород: НИМБ, 2007. - 720с. Герчикова И.Н. Менеджмент: Учебник. - М.: Банки и биржи, ЮНИТИ, 2007. - 359 с.

19. Грузинов В.П., Грибов В.Д. Экономика предприятия: Учебное пособие. - 2-е изд., доп. - М.: Финансы и статистика, 2009. - 208с.

20. Зайцева О.А., Радугин А.А., Радугин К.А., Рогачева Н.И. Основы менеджмента: Учебное пособие для вузов. - М.: Центр, 2007. - 432с.

21. Комисарова Т. А. Управление человеческими ресурсами: Учебное пособие. - М.: Дело, 2007. -312с.

22. Лебедев О.Г., Каньковская А.Р. Основы менеджмента. Учебное пособие. - СПб.: ИД «МиМ», 2009. - 339с.

23. Менеджмент организации: Учебное пособие /Под ред. З.П. Румянцевой, Н.А. Соломатина, Р.З. Акберина. - Минск: МП «Эникс», 2009. - 193с.

24. Мескон М.Х., Альберт М., Хедоури Ф. Основы менеджмента. - М.: Дело, 2009. - 371с.

25. Мильнер Б.З. Теория организации: Учебник. - М.: ИНФРА-М, 2008. - 648с.

26. Милъор Г. Менеджмент: достижение цели. Управление на основе здравого смысла. - СПб.: Питер, 2008. - 247с.

27. Никитин Г. Хозяйственная деятельность предприятий //ЭКО. - 2004. - № 3. - С. 25-38с

28. Организация производства и управление предприятием: Учебник/Под ред. О.Г. Туровцева. - 2-е изд. - М.: ИНФРА-М, 2008. - 268с.

Пригожин А.И. Методы развития организации. - М.: МЦФЭР, 2008. - 864с.

Материал поступил в редакцию 17.11.2012 г.

УДК 61:575 Ж. Абдрахманова

АО «Медицинский университет Астана», г. Астана, Казахстан

МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ МУТАЦИИ В ГЕНЕ ДИСТРОФИНА ПРИ МИОДИСТРОФИИ ДЮШЕННА

Локализация и клонирование последовательности к ДНК гена дистрофина открывают принципиально новые возможности диагностики мышечная дистрофия Дюшенна (МДД), основанные на исследовании мутантных аллелей у пациентов, членов их семей или у предполагаемых гетерозиготных носителей патологических мутаций. Это в равной степени относиться к перинатальной диагностике, которая может быть проведена с использование молекулярных методов анализа на самых ранних стадиях развития плода. Эти же подходы вполне приемлемы для доклинической диагностики болезни, что позволяет выработать и начать рациональную тактику лечения, а также эффективно выявлять гетерозиготных носителей в семьях высокого риска для профилактики миодистрофии Дюшенна. Решающим преимуществом молекулярной диагностики является ее универсальность, возмож-

ность использовать для анализа любые ДНК-содержащие клетки или ткани и при этом анализ в принципе может быть произведен на любых стадиях онтогенеза, начиная со стадии зиготы [1].

В настоящее время для гена дистрофина описано свыше 20 внутригенных полиморфных маркеров [2]. В эту группу входят как ПДРФ-маркеры с двумя аллелями, так и высокопо-лиморфорные микросаттилитные маркеры с числом аллелей до 19 (STR-49). В идеале, при проведении анализа на носительства гена используются маркеры с 5'и 3' концов гена и один маркер между интронами 3 и 44, которые являются "горячими" районами возникновения рекомбинаций, для того, чтобы исключить вероятность незамеченных двойных рекомбинантов. Однако, на практике не все семьи информативно с такой комбинацией маркеров. Поэтому, при оцен-

ке риска носительства у родственниц больного миодистрофии Дюшена учитывают вероятность рекомбинации в гене дистрофина [3].

Серьезную проблему для диагностики гетерозиготного носительства представляют случаи гонадного мозацизма - присутствие в соматических клетках гонад женщины - носительницы мутаций гена дистрофина, что, в свою очередь, приводит к появлению нескольких генераций (клонов) половых клеток (ооцитов) с мутантным и нормальным генами дистрофина [4]. Предполагается, что такие мутации могут возникнуть еще на уровне первичных половых клеток, т.е. на ранних стадиях будущего развития матери. Оценить величину абберантного клона ооци-тов практически не представляется возможным. Если у матери больного МДД не удается определить гетерозиготное носительство, то становиться трудно сделать прогноз в отношении здоровья следующего ребенка в семье. Эмпирически определено, что при наличии спорадического случая рождения ребенка с МДД и при отсутствии прямых молекулярных доказательств гетерозиготного носительства мутации гена дистрофина у матери риск повторного рождения больного ребенка может достигать до 14% [5]. Обобщая вышеизложенное, можно заключить, что современные молекулярно-генетические методы позволяют существенно улучшить диагностику на определение статуса носительства в семьях высокого риска МДД, сделав ее более точной и расширив границы ее применения.

В ходе исследований по локализации де-леционных точек разрыва (ДТР) в 2-х "горячих" районах возникновения делеций, оказалось, что протяженность концевых участков индивидуальных делеций сильно варьирует. По данным Blonden et al., 1991, исследованные 200 делеци-онных точек разрыва оказались случайно распределены по всему исследованному участку длинной 90 т.н.п [6]. Молекулярная основа нестабильности ДНК в "горячих точках" может быть обусловлена особенностями первичной последовательности, вторичной структурой ДНК или структурой более высокого порядка [5].

В литературе описываются гемологичная рекомбинация, для которой необходима значительная гемология в последовательностях (более 200 н.п.) [6]. Этот механизм может иметь место в случаях непосредственной близости к ДТР некоторых известных повторяющихся элементов ДНК. Alu-повторы 300 н.п. длиной, повторяющиеся до 500 000 раз в геноме человека. В литературе сообщалось о трех тандемных дупликациях в гене дистрофина, в одной из которых произошла гемологичная рекомбинация между двумя Alu-элементами в 49-52 интронах.

THE-1 - элементы (transposon-like buman repeat elements), представляющие семейство повторяющихся последовательностей, встречающихся 10 000 раз в человеческом геноме [7]. Размер составляет 1600 н.п., он фланкирован ДЕК по 350 н.п. LTR встречаются также в изолированном виде, приблизительно с той же частотой, что и полные THE-1 последовательности. При анализе одной делеционной точки разрыва в 43 интроне, оказалось, что она лежит внутри THE-1 элемента [8]. При секвенировании центральной части 7 интрона, в котором содержится наибольшее количество точек разрыва в 5 "горячем" районе гена, обнаружены сразу два THE-1 элемента. Авторы описывают 4 механизма формирования делеций в гене дистрофина с участием элементов: 1) Рекомбинация между двумя LTR -элемента. Внутренняя часть THE-1 вырезается, интрон укорачивается, в течение следующего цикла репликации происходит смешение гемо-логичных участков относительно друг друга, что приводит к разнообразным незаконным рекомбинациям и возникновению различных делеций и дупликаций. 2) Рекомбинация между двумя остальными THE-1 последовательностями. 3) Две THE-1 последовательности, находящиеся в противоположной ориентации (например, в 7 интроне гена дистрофина) представляют собой инвертированные повторы при формировании "петель" ДНК, что также приводит к смещению гемологичных участков Х-хромосом относительно друг друга. 4) Активная транспозиция THE-1 элементов. Однако, не доказано, что они являются мобильными.

При незаконной рекомбинации локальная гемология может быть ограничена несколькими парами оснований (2-7 н.п.). Для этого механизма также есть свои модели. Ряд авторов предложили модель "ошибочного спаривания - соскальзывания" (slipped-mispairing) [10]. Случайное ошибочное спаривание одноценочных ДНК, связанное с гемологией в несколько пар оснований, может приводить к "соскальзыванию" ДНК - по-лимеразы во время репликации. Та последовательность, которая находиться между незаконно спарившимися основаниями будет "выпетлена" и пропущена, что приведет к появлению делеции.

Krawezak и Cooper предложили другой вариант: неправильное связывание ДНК-полимеразы в сайт, сформированном из не соседних нукле-отидов при "выпетливании" промежуточного участка отстающей цепи [9]. Для 18 из 60 маленьких (до 20 н.п.) делеций авторы обнаружили общую последовательность TGA GA GG TAC, которая обладает большим сходством с сайтом связывания ДНК-полимеразы, участвующей в формировании репликативной вилки.

90

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ ЖУРНАЛ

Чухрова А.С. с соавторами описывают 70 "малых" мутаций в гене дистрофина, которые были обнаружены в разных лабороториях [11]. Размеры их варьируют от однонуклеотидных замен до делеции 52 н.п. и захватывают область менее одного экзона. Основную долю их составляют (62 из 70) - мутации, ведущие к преждевременной трансляции (нонсенс-мутации). Значительно реже встречаются миссенс мутации, мутации сайта сплайсинга и малые делеции. В отличие от крупных перестроек, для малых мутаций не наблюдается кластеризации по "горячим" районам.

По последним данным, включающим 129 точковых мутаций, изученных в разных лабораториях [13], 83% (107 мутаций) являются нон-

сенс-мутациями, 10,8 % (14 мутаций) - скорее всего, мутации сайта сплайсинга, 4,6 % (6 мутаций) - миссенс-мутации и 1,6% (2 мутации) вызывают сдвиг рамки считывания.

Таким образом, в начале 1990-х годов разработаны молекулярно-генетические методы, которые позволяют выявлять точковые мутации в гене дистрофина. Изучение новых точковых мутаций, в свою очередь, позволяют проводить более детальный функциональный анализ белка дистрофина аналогично анализу корреляции локализации и протяженности делеций и клиники у пациентов с миодистрофией Дюшенна [12],. Кроме того, обнаружение точковых мутаций позволяет расширить границы прямой диагностики изучаемой наследственной патологии.

литература:

1. Кобринский Б.А. Автоматизированный генетический регистр //Велотищев А.Н., Бочков Н.П. Наследственная патология человека. Т.2. - М., 1992. - С. 240-244.

2. Горбунова В.Н., Баранов B.C. Введение в молекулярную диагностику и генотерапию наследственных заболеваний,- СПб.: Специальная литература -1997 - 287 с.

3. Clemens P.R., FenwickR.G., Chamberlain J.S. Carrier detection and prenatal diagnosis in Duchenne and Becker muscular dystrophy families, using dinucleotide repeat polymorphisms// Am.J.Hum. Genet.-199l.-V.49.-P.951-960

4. Essen A.J., Abbs S., Baidet M. et al. //paternal origin and gern-line mosaicism of deletions and duplications of the dystrophine gene: European study //Hum.Genet.- 1992.-V.88.-P.249-257

5. Deininger. P.L. LINEs, short interspersed repeated DNA elements in higher eucariots // In mobile DNA ( Berg D.E., Howe M.M. et al.). -1989,- P.619-36.

6. Paulson K.E., Matera A.G., Deka N., Schmid C.W. A transposon-like element in human DNA // Nature.- 1985.- V.316.- P.359-61.

7. Pizzuti A., Pieretti M., Fenwick R.G. et al. A transposon-like element in the deletion prone region of the dystrophin gene // Genomics.- 1992.- V.13.- P.594-600.

8. Baldrich K., Baldrich M., Monaco A.P., Muller C.R. Replication errors may contribute to the generation of large deletions and duplications in the dystrophin gene //Hum.Mut.-1992.-V.1.-P.280-287

9. Krawezak M., Cooper D.N. A «deletion hot-spot» sequence, similar to polimerase-arrest sites, observed in independed deletions from different human genes //Hum.Genet.- V.86.-P.425-41.

10. Efstratiadis A., Posakony J.W., Maniatis T. et al. Possible role of microrepeats in the gneration of intrachromosomal gene deletions //Cell.-1980.-V.21.- P.425-41.

11. Чухрова A.JI. Анализ мутаций в гене дистрофина //Автореф. дис..канд. медиц. наук.- М.: Ин-т клинической генетики Медико-генетич. научного центра РАМН, -1997.- 25с.

12. Российского съезда медицинских генетиков, г.Москва, 14-16 декабря, 1994, С.47.

Материал поступил в редакцию 08.11.2012 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.