Эпигенетические модификации генома в эмбриональном периоде онтогенеза человека

• Автор: Лебедев, Игорь Николаевич
• Шифр специальности: 03.00.15
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 372 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЮР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 редмет эпигенетики исторические аспекты

1.2 Основные закономерности эпигенетической регуляции

активности генов

1.3 Эпигенетические модели патологии человека

1.4 Геномный импринтинг и его нарушения при аномалиях

пре и постнатального онтогенеза

1.4.1 Нарушения импринтинга на уровне целого генома

1.4.2 Однородительские дисомии хромосом в нарушении
развития человека.
1.4.3 Хромосомные перестройки, затрагивающие
импринтированные гены.
1.4.4 Мутации в центрах импринтинга и имприн тированных генах
1.5 Эпигенетические модификации и нестабильность генома
при аномалиях эмбрионального развития человека
1.5.1 Хромосомный мозаицизм при нарушениях внутриутробного
развития
1.5.2 Мутации микросателлитных последовательностей ДНК
при патологии эмбрионального развития
1.5.3 Проблема эпигенетической нестабильности генома
при ранней эмбриолетальности у человека
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1 Характеристика обследованных выборок
2.2 Культивирование фибробластов экстраэмбриоиальных тканей спонтанных абортусов и приготовление
препаратов метафазных хромосом.
2.2.1 Приготовление препаратов интерфазных ядер клеток
экстраэмбриональных тканей для проведения флюоресцентной i i гибридизации
2.3 Методы выделения ДНК.
2.3.1 Выделение ДНК из периферической крови
2.3.2 Выделение ДНК из экстраэмбриональных тканей
2.3.3 Выделение плазмидной ДНК.
2.4 Флюоресцентная i i гибридизация I.
2.4.1 Получение центромероспецифичных ДНКзондов.
2.4.2 Флюоресцентная i i гибридизация на интерфазных ядрах.
2.5 Анализ однородительского наследования хромосом.
2.6 Методы анализа мутаций микросагеллитных повторов ДНК.
2.7 Методы анализа метилирования ДНК.
2.7.1 Анализ дифференциального метилирования
имиринтированных локусов генома
2.7.2 Анализ метилирования генов контроля клеточного цикла
2.8 Методы статистического анализа.
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1 Цитогенетическое исследование спонтанных аборгусов
человека.
3.1.1 Оценка контаминации культур эмбриональных фибробластов
клетками материнского происхождения
3.1.2 Ретроспективная молекулярноцитогенетическая
характеристика частоты тетраплоидии при ранней эмбриональной гибели.
3.2 Мутации импринтированных локусов генома при патологии
внугриутробного развития.
3.2.1 Оценка вклада однородительской дисомии хромосом
в раннюю эмбриолетальность у человека
3.2.2 Классификация эпимутаций импринтированных генов
в геноме человека.
3.2.2.1 Эиимутации импринтинга на уровне целого генома.
3.2.2.2 Эпимутации в центрах импринтинга.
3.2.2.3 Эпимутации в импринтированных генах
3.2.2.4 Причины возникновения эпимутаций импринтированных
генов.
3.2.3 Анализ статуса метилирования импринтированных локусов генома при ранней эмбриональной гибели у человека.
3.3 Мутации микросателлитных последовательностей ДНК при
нормальном развитии и при невынашивании беременности
3.3.1 Гамстические мутации микросателлитных последовательностей ДНК при невынашивании беременности
3.3.2 Соматические мутации микросателлитных последовательностей ДНК при ранней эмбриональной гибели.
3.4 Эпигенетические модификации генов клеточного цикла
у спонтанных абортусов с хромосомным мозаицизмом
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Этот механизм является молекулярной основой специфичной формы клеточной памяти i, . По всей видимости, именно такая клеточная память играет ключевую роль в развитии, благодаря специфическому пространственновременному кодированию генной экспрессии в разных клетках ортанизма, а ее нарушения эпимутации вполне могут явиться причиной развития патологам Назаренко, . Наследуемость эпигенетического статуса клеток может обеспечивать передачу модифицированных эпигенотипов в ряду клеточных поколений и поддерживать тем самым необходимый долговременный эффект. Потенциальная устойчивость некоторых эпигенетических модификаций генома к репрограммированию в половых клетках может явиться материальной основой наследования эпимутаций в ряду поколений i . i . ., i . Формирование представлении об эпигенетических модификациях генома позволило расширить знания о разнообразии форм наследственной изменчивости у эукариот. Так, в г. М.Д. Голубовским были выделены 3 типа наследственной изменчивости, включающие и эпигенетическую компоненту табл. Наиболее детально представления об эпимутациях были развиты в классических работах Робина Холлидея i, , . Согласно определению, предложенному им в году, под эпимутацией понимают наследуемое изменение экспрессии гена, обусловленное модификациями ДНК и не связанное с нарушениями структурной последовательности самого гена i, . Отличительные признаки эпимутаций приведены в таблице 2. Предложено выделять два типа эпимутаций первичные и вторичные . Вторичные эпимутации практически всегда являются следствием структурных мутаций в генах или регуляторных последовательностях, контролирующих эпигенетическую изменчивость, например, в генах ДНКметилтрансфсраз или ферментов, обеспечивающих ковалентные модификации гистонов. Первичные или истинные эпимутации, напротив, связаны непосредственно с изменениями статуса метилирования промоторных регионов генов или гетерохроматиновых районов генома. Несомненно, что к первичным эпимутациям следует отнести и другие ковалентные модификации хроматина. Предполагается. Более того, они могут являться мозаичными, т. . Таблица 1. Голубовскому, . Характер наследования в ряду поколений Менделсвский Мендслевский и неменделевский цитоплазматический или по типу длительных модификаций Неменделевский, возможность поглощения признаков у гибридов. Таблица 2. Основные отличия генетических мутации и эпимутаций по i, . Связаны с изменениями в коди 1 рующей последовательности гена. Обусловлены наследуемыми, но потенциально обратимыми модификациями ДНК. Нарушают генный продукт или регуляторную последовательность. Нарушают транскрипцию гена. Генный продукт не изменяется. Спонтанная частота очень низкая. Вызываются широким спектром ДИКповреждаюших агентов. Возникают вследствие аномального метилирования ДНК, часто с очень высокой частотой. Частота одинакова у различных видов млекопитающих. Частота выше у короткоживущих видов млекопитающих. Предаются через мейоз. Могут быть распознаны и репарированы в мейозе. Следует признать вполне закономерным, что с прогрессом в области эпигенетики начали формироваться представления и о новом классе патологии человека эпигенетических болезнях, связанных именно с нарушениями эпигенотипа стабильными и наследуемыми изменениями генной экспрессии, приводящими к возникновению заболевания в отсутствие структурных мутаций в кодирующих генах , Назаренко, i . , , i, . Очевидно, что разнообразие биохимических, физиологических и даже поведенческих реакций организма, затрагиваемых эпигенетической регуляцией активности генов, настолько велико, что пока не представляется возможным систематизировать все потенциальные влияния эпигенотипа па фенотип в рамках единой классификации. Однако, представляется возможным подойти к рассмотрению эпигенетической патологии с двух позиций. Вопервых, классифицировать болезни в зависимости от повреждения того или иного уровня реализации генетической информации, заложенной в гене.