Нарушения эпигенетической регуляции экспрессии генов как новый класс молекулярной патологии

• Автор: Немцова, Марина Вячеславовна
• Шифр специальности: 03.00.15
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 254 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ
1. ВВЕДЕНИЕ
2. ГЛАВА 1. Метилирование ДНК в норме и при патологии (Обзор литературы)
1.1. Феномен метилирования ДНК
1.1.1. Количество и распределение динуклеотидов Срв в геноме
1.1.2. Профили метилирования
1.1.3. Ферменты метилирования
1.1.4. Метилирование генома как динамический процесс
1.1.5. Влияние метилирования ДНК на структуру хроматина
1.1.6. Методы анализа метилирования ДНК
1.2. Метилирование ДНК и наследственная патология
1.2.1. Общие представления об импринтинге
1.2.2. Механизмы геномного импринтинга
1.3. Эпигенетическая регуляция экспрессии генов и канцерогенез
1.3.1. Молекулярные механизмы канцерогенеза
1.3.2. Гены-супрессоры опухолевого роста
1.3.3. Взаимодействие генов, регулирующих клеточный цикл
1.3.4. Двухударная модель канцерогенеза
1.3.5. Метилирование генов, вовлеченных в канцерогенез
ГЛАВА 2. Материалы и методы
2.1. Характеристика пациентов
2.2. Забор крови и операционного материала
2.3. Выделение геномной ДНК
2.4. Обработка ДНК эндонуклеазами рестрикции и электрофорез при проведении блот-гибридизации
2.5. Гибридизация с радиоактивно меченым зондом
2.6. Полимеразная цепная реакция (ПЦР)
2.6.1. Микросателлитный анализ делеций и ОРД при СПВ и С А
2.6.2. Микросателлитный анализ ОРД при СВБ и нефробластоме
2.6.3. Микросателлитный анализ делеций и ПГ при ретинобластоме
2.6.4. Полимеразная цепная реакция кодирующих районов гена ЯВ
2.6.5. Метил-специфическая ПЦР при СПВ и СА
2.6.6. Метил-чувствительная ПЦР СрО-островков генов/ОГ2 иЫТ1 при СВБ

2.6.7. Метил-чувствительная ПЦР фрагментов СрО-островков района Х^27.3^28)
при СМБ и НСУО
2.6.8. Метод метил-чувствительной ПЦР промоторных районов генов-супрессоров
2.7. Детекция точковых мутаций методом ББСР
2.8. Анализ гетеро дуплексов (НА)
2.9. Автоматическое секвенирование
2.10. Программное обеспечение компьютерного анализа ДНК
ГЛАВА 3. Синдромы Прадера-Вилли и Ангельмана как модель изучения патологии
импринтинга
3.1. Клиническая характеристика синдрома Прадера-Вилли
3.2. Клиническая характеристика синдрома Ангельмана
3.3. Молекулярная организация хромосомного района 15^11 - qlЗ)
3.4. Формы молекулярной патологии, вызывающие СПВ и С А
3.4.1. Делеции критического района 15(д11 - ц13)
3.4.2. Однородительская дисомия
3.4.3. Мутации центра импринтинга
3.5. Гены-кандидаты и их возможное участие в формировании фенотипических проявлений СПВ и С А
3.5.1. Гены-кандидаты для СПВ
3.5.2. Гены-кандидаты для С А
3.6. ДНК-диагностика СПВ и СА
3.6.1. Анализ аллельного метилирования локусов хромосомного района 15^11ч[13)
3.6.1.1. Блот-гибридизационный анализ с использованием метилчувствительных рестриктаз
3.6.1.2. Бисульфитная модификация ДНК и метилспецифическая ПЦР
3.6.2. Анализ микросателлитного полиморфизма локусов хромосомного района 15(я11-я13)
ГЛАВА 4. Синдром Видемана-Беквита и нефробластома как модель потери
импринтинга
4.1. Клинико-генетическая характеристика синдрома Видеманна-Беквита
4.2. Молекулярная организация импринтированного района хромосомы 11р15.5 и
гены, вовлеченные в формирование фенотипических признаков СВБ
4.3. Тонкая структурно-функциональная организация района, содержащего гены
Н19 и ЮР
4.4. Молекулярная патология, приводящая к СВБ

4.5. Молекулярная диагностика СВБ и нефробластомы
ГЛАВА 5. Синдром Мартина-Белл, неспецифическая умственная отсталость FRAXE и
метилирование районов экспансии тринуклеотидных повторов
5.1. Клинико-генетическая характеристика и молекулярно-генетические основы синдрома Мартина-Белл
5.1.1. Клиническая характеристика синдрома Мартина-Белл
5.1.2. Цитогенетические основы СМБ
5.1.3. Особенности наследования СМБ. Парадокс Шермана
5.1.4. Молекулярно-генетические основы СМБ
5.2. Клиническая характеристика, цитогенетические и молекулярногенетические основы У О FRAXE и FRAXF
5.2.1. Клиническая характеристика и цитогенетические основы УО FRAXE и FRAXF
5.2.2. Молекулярно-генетические основы УО FRAXE и FRAXF
5.3. Роль импринтинга и эффекта положения в развитии СМБ и УО FRAXE
5.4. Гиперметилирование амплифицированных CGG-повторов
5.4.1. Механизмы гиперметилирования CGG-повторов
5.4.2. Реализация эффектов метилирования CGG-повторов
5.5. Методы ДНК-диагностики СМБ, УО FRAXE и FRAXF
5.5.1. ДНК-диагностика СМБ
5.5.2. ДНК-диагностика УО FRAXE и FRAXF
5.5.3. Детекция экспансии тринуклеотидного повтора CGG методом блот-гибридизации
5.5.4. Анализ метилирования CpG-островка reHaFMRl
5.5.4.1. Совместный анализ метилирования CpG-островка FMR1 и экспансии CGG-повтора
5.5.4.2. Изолированный тест на метилирование с использованием блот-гибридизации
5.5.4.3. Анализ метилирования с использованием ПЦР
5.5.5. Совместный анализ метилирования CpG-островков, прилежащих к ломким участкам FRAXA, FRAXE и FRAXF
5.5.6. Сравнительный анализ подходов к ДНК-диагностике СМБ и УО FRAXE Современный протокол лабораторной диагностики СМБ
ГЛАВА 6. Вклад эпигенетических нарушений в генез ретинобластомы
6.1. Клинико-генетическая характеристика ретинобластомы
6.2. Структура и функция гена RB
6.3. Роль RB1 в регуляции клеточного цикла

образом модифицированы и несут отпечаток той особи, от которой они унаследованы. Среди генов, унаследованных от отца, не экспрессировались некоторые гены, отвечающие за развитие эмбриона, а гены, необходимые для формирования желточного мешка и плаценты, оказались неактивными, если были получены от матери.
Патологией, демонстрирующей импринтинг целого генома у человека, является истинный пузырный занос - быстро малигнизирующая ткань хориона абортивного плодного пузыря (ХасоЬв е! а1., 1980). Цитогенетическими и молекулярно-генетическими методами было показано, что ткань пузырного заноса является продуктом андрогенеза, т.е. возникает при оплодотворении яйцеклетки, лишенной хромосом матери, двумя сперматозоидами 22+Х. Несмотря на наличие полноценного диплоидного набора, ранний эмбриогенез таких андрогенетических зигот протекает аномально, ткани собственно эмбриона вообще не формируются, однако бурно разрастается трофобласт. В случае двойного набора материнских хромосом (гиногенетическая зигота) развивается тератома - эмбриональная опухоль, включающая все три эмбриональных слоя и отсутствие плацентарной ткани (Бигй е! а1., 1990). Следовательно, у человека, как и у мыши, геном отца обеспечивает развитие плаценты, в то время как геном матери обеспечивает раннее развитие эмбриональных структур. Будучи генетически импринтированным, только материнский или только отцовский геномы не в состоянии обеспечить нормальное эмбриональное развитие.
Аномалии развития, свидетельствующие о ГИ, выявлены в случаях триплоидии у человека. Так, триплоидный плод - андроид (2р +1т) характеризуется большой головой, маленьким веретенообразным телом, синдактилией, отставанием в росте и развитии; развивается большая кистозная плацента - частичный пузырный занос. У гиноида (2т + 1р) плацента недоразвита, эмбрион и плод не развиваются и представлены недифференцированной клеточной массой (МасРаббеп, 1991). Это также подтверждает неэквивалентность функционирования мужского и женского генома.
На хромосомном уровне импринтинг был выявлен при получении мышиных транслокационных гибридов, которые имели в хромосомном наборе фрагменты или целые хромосомы одного (материнского или отцовского) происхождения - так называемая однородительская дисомия (ОРД) (БеаНе, 1978). Термины «однородительская дисомия» или «изодисомия» предложены Эриком Энжелом в 1980 году и обозначают типы анеуплои-