Поиск и идентификация митохондриальных мутаций, ассоциированных с наследственной атрофией зрительных нервов : Болезнь Лебера

• Автор: Жаданов, Сергей Иванович
• Шифр специальности: 03.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 153 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Структурнофункциональная организация митохондриального генома

1.2. Принципы митохондриальной генетики

1.3. Структурная организация комплексов дыхательной цепи

1.4. Классификация патогенных мутаций мтДНК

1.5. Болезнь Лебера. историческая справка, эпидемиология, клиника

1.5.1. Историческая справка

1.5.2. Структура заболеваемости, эпидемиология

1.5.3. Клинические признаки

1.5.4. Частота спорадических случаев
1.6. Генетика болезни Лебера, влияние генетического фона
1.6.1. ШЖмутации первичного риска
1.6.2. Неполная пенетрантность болезни Лебера
1.6.3. Патогенные мутации мтДНК и эволюция. Феномен кластеризации
1.7. Механизмы экспрессии патогенных мутаций мтДНК
1.8. Критерии патогенности мутаций мтДНК
Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1. Скрининг медицинской документации
2.2. Клиникогенеалогический анализ
2.3. Молекулярногенетическое исследование
2.3.1. Ресгрикционное картирование известных ЬНОИмутаций
2.3.2. Секвснирование митохондриального генома
2.3.3. Сравнительный гаплотипспецифический анализ
2.4. Биохимический анализ
2.5. Специализированные клинические исследования
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Получение выборок больных. 5
3.2. Эпидемиологические характеристики болезни Лебера
3.3. Характеристика семей 5
3.3.1 Семья С
3.3.2 Семья Д
3.3.3 Семья И
3.3.4 Семья Е
3.3.5 СемьяМ .
3.3.6 Семья Ф
3 .4. Роль патогенных мтДНК мутаций в выборке семей
3.4.1 Мутации первичного риска 8А и А
3.4.1.1. Мутация МТМ4ШОИ 8 А
3.4.1.2. Мутация МТЫ11 ЕЖЖ А
3.4.1.3. Влияние отбора на распространение мутаций первичного риска БЛ
3.4.2 Мутации вторичного риска
3.4.3 Кандидатные мутации А, А А Т
3.4.3.1. Мутации А и АТР6
3.4.3.2. Мутация А 12
3.4.3.3. Мутации Т МТТУ и Т ССЦ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


При возникновении мутации, пул молекул становится неоднородным, такое состояние носит название гетероплазмии и в большей степени характерно для патологических мутаций, которые редко фиксируются в популяции и представлены недавними мутационными событиями. В то же время, последние данные позволяют говорить о более частой распространенности гетероплазмии в популяции, в том числе среди замен нейтрального характера i . , Ivv . . , . Во время деления клетки с гстероплазмией, процесс распределения мутантной мтДНК в ту или иную дочернюю клетку случаен. Таким образом, в результате многократных клеточных делений, состав мутантных мтДНК в различных клеточных линиях может дрейфовать в направлении только мутантного или исключительно дикого типов. Этот процесс получил название репликативной сегрегации . В литературе широко обсуждаем вопрос относительно места и времени процесса . На сегодня предложен ряд альтернативных гипотез, способных объяснить быструю смену генотипа мтДНК и предполагающих существование генетического бутылочного горлышка в процессе развития iv а . , , i . . , i, . Пороговая экспрессия фенотипа. Минимальный уровень АТФ продукции, необходимый для поддержания базисных клеточных функций, варьирует для разных тканей. До тех пор, пока пропорция нормальных мтДНК остается в пределах количества достаточного для производства необходимого уровня энергии, клеточный фенотип сохраняется неизменным. Но как только число мутантных мтДНК превосходит некоторый уровень или порог, происходит быстрая смена клеточного фенотипа на аномальный. ДНК уровня, превышающего клеточный порог . Подобным образом, пациенты и их клеточные линии . РНК, не обнаруживают патологического фенотипа, пока уровень мутантной мтДНК не превысит , . Тканеспеиифичность и накопление соматических мутаиий в процессе развития. Различные органы и ткани харакгеризуются варьирующей зависимостью от активности системы окислительного фосфорилирования митохондрий. Если их проранжировагь по степени убывания этой зависимости, то наибольшей обладают центральная нервная система, миокард и скелетные мышцы, почки, эндокринные органы и печень , . Это отчасти обьясняег более частое их поражение при внутриклеточном дефиците энергии, например, в результате экспрессии патогенной мутации мтДНК. Кроме того, взаимоотношение между тканями и их энергетическим порогом меняется в течение индивидуального развития. Продукция АТФ цепыо ферментов дыхательной цепи снижается с возрастом. Важным механизмом в развитии этого процесса может быть накопление мутаций мтДНК в соматических клетках, как результат пролонгированного воздействия свободных радикалов, являющихся побочным продуктом многих окислительновосстановительных процессов, проистекающих в митохондриях i . . Вызванное в процессе фосфолирирования повреждение митохондриальных липидов, белков и собственно мтДНК нарушает эффективную работу дыхательной цепи и стимулирует образование еще большего количества свободных радикалов. Последние, блокируя митохондриальный биогенез, приводят к стойкой дисфункции органеллы, и, в конечном итоге, к гибели клетки , i, . Таким образом, накопление генетических дефектов мтДНК может вносить свой вклад в прогрессирование и экспрессию митохондриальных заболеваний различных классов, а также приводить к снижению активности окислительного фосфолирирования в процессе индивидуального развития, что, вероятно, лежит в основе процессов старения организма и развития многих дегенеративных заболеваний с возрастом , . Высокая скорость мутирования. Геном митохондрий обладает значительно большей скоростью мутирования по сравнению с ядерным. Замещающие точковые мутации в гонах мтДНК фиксируются в 6 раз бысгрее, чем в аналогичных в функциональном отношении ядерных генах . , . Поскольку эволюционная консервативность митохондриальных генов сравнима с таковой для ядерных генов, то именно высокая скорость мутирования предполагает, что патогенные мутации более вероятны для мтДНК, чем для генов ядерной ДНК.