Импринтинг. Нарушения импринтинга как причина наследственной патологии. Семинар 7

Июль 23, 2022

Главная
Биология
Импринтинг. Нарушения импринтинга как причина наследственной патологии. Семинар 7

Содержание

2. Уровни эпигенетической регуляции Геномный Хромосомный Генный Эпигенетические нарушения Однородительская дисомия 2) Аномалии метилирования промоторных и регуляторных
3. Для нормального развития организма необходим равный вклад обоих родителей. 1. Трансплантация пронуклеусов. 2. Патология у человека.
4. Эпигенетические изменения на геномном уровне
5. Проявление эпигенетической патологии на хромосомном уровне – однородительская дисомия (ОРД) Однородительская дисомия, то есть наследование обеих
6. Однородительская дисомия (ОРД) Однородительская дисомия - наследование обеих копий целой хромосомы или ее части от одного
7. материнская ОРД по хромосоме 2 => признаки дисэмбриогенеза и отставание в развитии; отцовская ОРД по длинному
8. Эпигенотип (импринт) - совокупность модификаций, которые по-разному маркируют родительские аллели и обеспечивают моноаллельный характер экспрессии импринтированных
9. Установлено, что все известные импринтированные гены содержат области различного метилирования на двух родительских хромосомах, причем эти
10. Метилирование у млекопитающих Поддержание структуры хроматина и стабильности хромосом Инактивация повторов и интегрированной чужеродной ДНК Формирование
11. Характеристика CpG-островка • >200 пн, длина большинства -0.5-3 тпн. • Относительно высокий GC-состав (>50, обычно>60%), плотное
12. Почти все метилирования “стирается” в раннем эмбриогенезе за счет деметилирования и/или гидроксилирования метильных групп • Паттерн
13. • Во время эмбрионального развития, в первичных половых клетках проходит полногеномное деметилирование, которое стирает предыдущие родительские
15. Инактивация X-хромосомы У млекопитающих компенсация дозы X-хромосом между женщинами (XX) и мужчинами (XY) достигается за счет
16. Инсуляторы — последовательности ДНК, особые регуляторные элементы, которые обладают способностью блокировать сигналы, исходящие от окружения. Эта
17. Во-вторых, инсулятор выполняет барьерную функцию для распространяющегося конденсированного хроматина. Существуют инсуляторы, выполняющие как одну из двух
18. Белок CTCF может блокировать энхансеры, препятствуя генной экспрессии. CTCF является первым обнаруженным белком, который необходим для
19. Модель X инактивация а) До инактивации Xist РНК экспрессируется в неустойчивом виде (пунктирные линии), что предполагает
20. Методы анализа метилирования 1. Метилчувствительная ПЦР (Not1, Eag1, SacII, HpaII, HhaI) аналитическая чувствительность - 1: 2000
21. Метилчувствительная ПЦР Схема МЧ-ПЦР Анализ метилирования гена р16 методом МЧ-ПЦР в образцах ОЛ. Часть эндонуклеаз II
22. Метилспецифическая ПЦР
23. Бисульфитная модификация ДНК
24. Результаты метил-специфического секвенирования CpG-островка, расположенного в промотере РАК1 в культурах клеток HBL-100 и MCF-7. В результате
26. Бисульфитное секвенирование
27. Метильные ДНК-чипы
28. Метилирование ДНК вовлечено в широкий круг биологических процессов, которые включают регуляцию экспрессии тканеспецифичных генов, клеточную дифференцировку,
29. Районы локализации импринтированных генов. Розовым цветом отмечены гены, имеющие материнскую экспрессию, голубым – отцовскую, штриховкой –
30. ЭПИГЕНЕТИЧЕСКИЕ БОЛЕЗНИ ЧЕЛОВЕКА
31. Болезни импринтинга Синдромы Прадера-Вилли и Ангельмана – хромосома 15(q11.2-q13) Синдром Видеманна-Беквита - хромосома 11р15.5 Синдром Сильвера-Рассела
33. Ожирение, мышечная гипотония, низкий рост, гипогонадизм умственная отсталость различной степени выраженности признаки дизэмбриогенеза: долихоцефалия, гипертелоризм, эпикант,
34. Синдром Ангельмана (15q11-q13) - неврологические проявления: тяжелая задержка умственного и моторного развития, атаксия, гипотония, судорожная готовность,
35. Синдром Ангельмана
36. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОДЕЛЕЦИЙ ХРОМОСОМЫ 15q11.2 ПРИ СИНДРОМАХ ПРАДЕРА-ВИЛЛИ И АНГЕЛЬМАНА МЕТОДОМ FISH (ДНК-зонд SNRPN).
37. Молекулярные причины СПВ и АС
39. Наследование мутаций центра импринтинга, приводящих к невозможности переключения импринта в герминальных клетках: (а) - СПВ: если
41. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ РАЙОНА q11-q13 ХРОМОСОМЫ 15 ОТЦОВСКАЯ ХРОМОСОМА MN7 ZNF127 NDN IC SNRPN UBE3A MN7 МАТЕРИНСКАЯ
42. Схема функционирования центра импринтинга при синдроме Прадера-Вилли Объектом регуляции для ЦИ являются гены, которые в норме
44. Молекулярная диагностика СПВ и СА
45. Белок E6-AP, продукт гена UBE3A, входит в состав мультиферментного комплекса, обеспечивающего присоединение к цитоплазматическим белкам молекулы
46. Отклонение от менделевского наследования при нарушениях в ЦИ и мутациях в гене UBE3A
47. Синдром Видемана –Беквита Частота в популяции 1:10-12 тыс. Характерны пупочная грыжа, макроглоссия, гигантизм (средняя масса при
50. Гены H19 и IGF2 тесно сцеплены, противоположно импринтированы и их экспрессия регулируется общим энхансером, расположенным в
51. Гено-фенотипические корреляции при СВБ о о о о о о м м м м м о
52. Молекулярно-генетическая диагностика синдрома Видемана-Беквита 1 – негативный контроль; 2 – норма; 3,4,5 – пациенты с СВБ.
53. Пренатальная и постнатальная задержка роста; Треугольное лицо с выступающим лбом; Клинодактилия или брахидактилия; Макроцефалия; Скелетная асимметрия;
54. Рисунок 2а и 2б
55. Схема эпигенетической патологии при СРС (гипометилирование H19 на отцовской хромосоме 11)
56. Молекулярная диагностика синдромов Сильвера-Рассела и Беквита-Видемана (11р15) СРС БВС норма норма Н19 IGH2 Многолокусная ПЦР
57. 7p11.2-p13. У человека отцовская экспрессия GRB10 установлена в головном и спинном мозге, материнская – в скелетных
58. Молекулярно-генетические причины синдромов Беквита-Видемана и Сильвера-Рассела
59. ХАРАКТЕРИСТИКА ЦЕНТРА ИМПРИНТИНГА 1. Регулирует импринтированные гены в кластере in cis; 2. Имеет дифференциальное аллельное метилирование;
62. Скачать презентацию

Слайд 2

Уровни эпигенетической регуляции
Геномный
Хромосомный
Генный
Эпигенетические нарушения
Однородительская дисомия
2) Аномалии

метилирования промоторных и регуляторных областей гена;

Слайд 3

Для нормального развития организма необходим равный вклад обоих родителей.
1. Трансплантация

пронуклеусов.
2. Патология у человека.
Пузырный занос – хорошо развиваются плацентарные структуры, нет эмбриональных структур
- два набора отцовских хромосом
Тератома - эмбриональная опухоль,
включающая все три эмбриональных
слоя и отсутствие плацентарной ткани
- два набора материнских хромосом.
3. Триплоидия.
2n - отец + n - мать -> андроид: большая кистозная плацента, у плода: большая голова, маленькое веретенообразное тело, отставание в росте и развитии. Если плод рождается, то, как правило, есть мозаицизм.
2n - мать + n - отец -> гиноид: недоразвитая плацента, клеточная масса, эмбрион и плод не развивается.

Слайд 4

Эпигенетические изменения на геномном уровне

Слайд 5

Проявление эпигенетической патологии на хромосомном уровне – однородительская дисомия (ОРД)
Однородительская дисомия, то

есть наследование обеих копий целой хромосомы или ее части от одного родителя, при отсутствии соответствующего генетического материала от другого родителя.
изодисомия
гетеродисомия
Исследования на мышах:
Разные хромосомы вносят различный вклад нормальное развитие плода. Дисомии по 1,3,4,8,9,10,13.15,16,18 и 19 не вызывали отклонений от нормального развития мышиных эмбрионов, а по 2,6,7,11,17 сопровождались отклонениями от нормального развития и гибелью плода

Слайд 6

Однородительская дисомия (ОРД)
Однородительская дисомия - наследование обеих копий целой хромосомы

или ее части от одного родителя, при отсутствии соответствующего генетического материала от другого родителя.

Слайд 7

материнская ОРД по хромосоме 2 => признаки дисэмбриогенеза и отставание в

развитии;
отцовская ОРД по длинному плечу хромосомы 6(q23 - q24) => неонатальный диабет;
материнская ОРД по длинному плечу хромосомы 7 установлена при муковисцидозе;
материнская ОРД по короткому плечу хромосомы 7 (GRB10) => синдром Сильвера – Рассела;
материнская ОРД по хромосоме 14 => гипотония, черепно-лицевые аномалии, акромикрия, сколиоз, задержка физического, моторного и умственного развития;
отцовская ОРД по хромосоме 14 => сильная умственная отсталость и скелетно-мышечные аномалии;
материнская ОРД по хромосоме 16 => малый вес при рождении и врожденные аномалии;
отцовская ОРД по длинному плечу хромосомы 20 (GNAS1) => псевдогипопаратироидизм

Слайд 8

Эпигенотип (импринт) - совокупность модификаций, которые по-разному маркируют родительские аллели

и обеспечивают моноаллельный характер экспрессии импринтированных генов на хромосомах отцовского или материнского происхождения.
Геномный импринтинг - эпигенетический механизм регуляции экспрессии гомологичных генов в процессе развития организма в зависимости от родительского происхождения гена, хромосомы или генома.

Импринтированный ген - ген, который дифференциально экспрессируется в зависимости от материнского или отцовского происхождения. Импринтированные гены в диплоидной клетке млекопитающих обычно экспрессируются только с одного аллеля.

Слайд 9

Установлено, что все известные импринтированные гены содержат области различного метилирования

на двух родительских хромосомах, причем эти различия обязательны для их моноаллельной экспрессии.
Результаты экспериментов по изучению времени репликации импринтированных хромосомных доменов в S-фазе митоза подтверждают асинхронность репликации кластеров импринтированных генов на гомологичных хромосомах

Слайд 10

Метилирование у млекопитающих
Поддержание структуры хроматина и стабильности хромосом
Инактивация повторов и интегрированной

чужеродной ДНК
Формирование тканеспецифичного паттерна экспрессии генов
Тканеспецифичное подавление генной экспрессии

Гиперметилированы:
- Сателлиты и рассеянные повторы
Провирусные копии и транспозоны
Транскрипционно неактивные гены
Гипометилированы:
- Транскрипционно активные гены

Слайд 11

Характеристика CpG-островка
• >200 пн, длина большинства -0.5-3 тпн.
• Относительно высокий

GC-состав (>50, обычно>60%), плотное расположение мотива CpG (один на 10 пн, в 10-20 раз выше, чем в среднем по геному) и его статистическая встречаемость
• Как правило, содержат мотивы CCGCCC (сайты связывания транскрипционного фактора SP1)
У человека - около 45000 островков. 60% генов имеют с своём локусе, как минимум, один CpGостровок. Практически у всех генов “домашнего хозяйства”.

Слайд 12

Почти все метилирования “стирается” в раннем эмбриогенезе за счет деметилирования и/или

гидроксилирования метильных групп
• Паттерн метилирования генома (распределение метилированных оснований) устанавливается заново в каждом поколении, в основном не наследуется
• После установления специфические паттерны метилирования поддерживаются в поколениях клеток, обеспечивая специфичность экспрессии генов
• При смене поколений происходит последовательное цикличное метилирование/деметилирование по множеству позиций в геноме

Слайд 13

• Во время эмбрионального развития, в первичных половых клетках проходит полногеномное

деметилирование, которое стирает предыдущие родительские отметки метилирования.
• После оплодотворения отцовский геном активно деметилируется, в то время как материнский геном пассивно деметилируется.
• Затем по всему геному происходит заново метилирование на обоих родительских геномов до имплантации.
• импринтированные гены сохраняют своё метилирование проходя через это репрограммирование, что позволяет наследовать специфичную для родителей моноаллельную экспрессию генов в соматических тканях в течение взрослой жизни.

Слайд 14

Слайд 15

Инактивация X-хромосомы
У млекопитающих компенсация дозы X-хромосом между женщинами (XX) и мужчинами

(XY) достигается за счет инактивации Х-хромосомы (XCI), процесса, при котором одна из двух Х-хромосом у самок транскрипционно инактивируется и неактивное состояние клонально передается через клеточные деления.
Случайная и импринтинговая XCI контролируется областью Х-хромосомы, обозначенной центром инактивации Х-хромосомы (XIC). Наиболее заметными компонентами XIC являются Xist и Tsix гены, которые кодируют длинные нкРНК. Высокая экспрессия Xist, как правило, связана с цис-инактивацией, в то время как Tsix экспресируется только с активной Х-хромосомы.

Слайд 16

Инсуляторы — последовательности ДНК, особые регуляторные элементы, которые обладают способностью блокировать сигналы,

исходящие от окружения. Эта функция инсуляторов включает две активности.
Во-первых, они блокируют взаимодействие между энхансером и промотором, если находится между ними. При этом инсулятор выполняет только разделительную функцию и не влияет на активность энхансера и промотора.

Слайд 17

Во-вторых, инсулятор выполняет барьерную функцию для распространяющегося конденсированного хроматина. Существуют инсуляторы, выполняющие

как одну из двух функций, так и обе. Инсуляторы представляют собой сайты связывания особых, инсуляторных белков.

Слайд 18

Белок CTCF может блокировать энхансеры, препятствуя генной экспрессии. CTCF является первым

обнаруженным белком, который необходим для нормального функционирования эпигенетической метки.

Слайд 19

Модель X инактивация
а) До инактивации Xist РНК экспрессируется в неустойчивом виде

(пунктирные линии), что предполагает существование блокирующих факторов (красный), которые предотвращают повышающую регуляцию Xist и/или его связь с хромосомой.
б) Экспрессия Xist РНК повышается посредством регуляции и стабилизации, или высвобождения блокирующего фактора. LINEs может участвовать в распространении (спрединге) процесса инактивации Х, либо включая Xist через связь с нуклеопротеидными комплексами, или с помощью другого механизма.
с) Стабилизированные Xist РНК покрывает Х-хромосому.
г) Транскрипционное молчание генов на Х-хромосоме происходит в результате РНК Xist покрытия и быстрого перехода к отсроченной репликации Х-хромосомы.
д) Деацетилирование гистонов и метилирование промоторов генов Х-хромосомы, а также использование вариантного гистона macroH2A, преобразует хромосому, покрытую Xist РНК в стабильно неактивное и конденсированное состояние хроматина.

Слайд 20

Методы анализа метилирования
1. Метилчувствительная ПЦР (Not1, Eag1, SacII, HpaII, HhaI)
аналитическая

чувствительность - 1: 2000
2. Метилспецифическая ПЦР
Трансформация цитозина в урацил бисульфитом Na
аналитическая чувствительность - 1: 1000
3. MethylLight – метилспецифическая ПЦР в реальном времени
аналитическая чувствительность - 1: 10000
4. Метилспецифическое секвенирование
5. Биологические микрочипы

Слайд 21

Метилчувствительная ПЦР
Схема МЧ-ПЦР
Анализ метилирования гена р16 методом МЧ-ПЦР в образцах ОЛ.
Часть

эндонуклеаз II типа (рестриктаз) чувствительны к метилированию – они не могут взаимодействовать с ДНК, если в сайте узнавания есть 5-метилцитозин. Неметилированные аллели будут гидролизованы, а метилированные – нет.

Метил-чувствительные рестриктазы

Слайд 22

Метилспецифическая ПЦР

Слайд 23

Бисульфитная модификация ДНК

Слайд 24

Результаты метил-специфического секвенирования CpG-островка, расположенного в промотере РАК1 в культурах клеток

HBL-100 и MCF-7.
В результате бисульфитной конверсии не метилированные цитозины, расположенные в СG-динуклеотидах трансформировались в тимин в культуре HBL-100, а метилированные цитозины не подверглись трансформации в культуре MCF-7.

Слайд 25

Слайд 26

Бисульфитное секвенирование

Слайд 27

Метильные ДНК-чипы

Слайд 28

Метилирование ДНК вовлечено в широкий круг биологических процессов, которые включают регуляцию

экспрессии тканеспецифичных генов, клеточную дифференцировку, геномный импринтинг, инактивацию Х-хромосомы, регуляцию структуры хроматина, репликацию ДНК, канцерогенез, латентный период у вирусов.

Слайд 29

Районы локализации импринтированных генов. Розовым цветом отмечены гены, имеющие материнскую экспрессию,

голубым – отцовскую, штриховкой – гены с неустановленным импринтированным статусом, фиолетовым – гены, чьи транскрипты материнского или отцовского происхождения различаются по экспрессии или имеют альтернативный сплайсинг, белым – гены, экспрессирующиеся биаллельно; синий кружок – отцовский метилированный центр импринтинга, красный кружок – материнский; черный кружок и стрелка – центромера и направление к теломере; скошенный угол гена показывает направление транскрипции.

Слайд 30

ЭПИГЕНЕТИЧЕСКИЕ БОЛЕЗНИ ЧЕЛОВЕКА

Слайд 31

Болезни импринтинга
Синдромы Прадера-Вилли и Ангельмана –
хромосома 15(q11.2-q13)
Синдром Видеманна-Беквита - хромосома

11р15.5
Синдром Сильвера-Рассела – хромосомы 7p11.2 и 11p15.5
Наследственная остеодистрофия Олбрайт – хромосома 20q13
Транзиторный неонатальный диабет - хромосома 6q24

Слайд 32

Слайд 33

Ожирение, мышечная гипотония, низкий рост, гипогонадизм
умственная отсталость различной степени выраженности
признаки дизэмбриогенеза:

долихоцефалия, гипертелоризм, эпикант, микрогнатия, высокое небо, миндалевидный разрез глазных щелей, диспластичные ушные раковины, аномалии дерматоглифики
Частота синдрома в популяции 1:10-20 тыс.

Синдром Прадера-Вилли (15q11-q13)

Слайд 34

Синдром Ангельмана (15q11-q13)
- неврологические проявления: тяжелая задержка умственного и моторного развития,

атаксия, гипотония, судорожная готовность, гиперрефлексия и гиперкинезия, приступы неконтролируемого смеха, хлопанье в ладоши.
- микробрахицефалия с уплощенным затылком, большая нижняя челюсть, приоткрытый рот с выступающим языком, макростомия,
редко растущие зубы,
гипопигментация
Частота синдрома в популяции составляет 1:20000

Слайд 35

Синдром Ангельмана

Слайд 36

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОДЕЛЕЦИЙ ХРОМОСОМЫ 15q11.2 ПРИ СИНДРОМАХ ПРАДЕРА-ВИЛЛИ И АНГЕЛЬМАНА МЕТОДОМ FISH

(ДНК-зонд SNRPN).

Слайд 37

Молекулярные причины СПВ и АС

Слайд 38

Слайд 39

Наследование мутаций центра импринтинга, приводящих к невозможности переключения импринта в герминальных

клетках: (а) - СПВ: если мутация возникает во втором поколении у женщины, то она фиксирует материнский импринт М(М), который передается без фенотипических последствий следующему поколению; однако у мужчины мутация блокирует стирание женского импринта, поэтому 50% его потомков будут иметь СПВ и эпигенотип Р(М); (б) - СА: отцовский импринт Р(Р) фиксируется и может передаваться без аномалий фенотипа через мужчин, но в герминальных клетках женщины мутация не позволяет изменить эпигенотип М(Р), что приводит в 50% случаев к рождению ребенка с СА.

Слайд 40

Слайд 41

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ РАЙОНА q11-q13 ХРОМОСОМЫ 15
ОТЦОВСКАЯ ХРОМОСОМА
MN7 ZNF127 NDN IC

SNRPN UBE3A MN7
МАТЕРИНСКАЯ ХРОМОСОМА
MN7 ZNF127 NDN IC SNRPN UBE3A MN7
экспрессия гена
отсутствие экспрессия гена
точки разрыва при делециях

Слайд 42

Схема функционирования центра импринтинга при синдроме Прадера-Вилли
Объектом регуляции для ЦИ являются

гены, которые в норме активны на отцовской хромосоме, в том числе и антисмысловой транскрипт гена UBE3A. Экспрессия UBE3A регулируется через функцию антисмыслового транскрипта UBE3A-AS (antisense), т.е. активация UBE3A на материнской хромосоме является следствием подавления транскрипции антисмысловой цепи на этой же хромосоме. Согласно данной модели прямым назначением ЦИ-СПВ является установление (в гаметогенезе) и поддержание (в соматических тканях) активной транскрипции генов на отцовской хромосоме. В случае наследования делеции ЦИ-СПВ от отца возникает фенотип СПВ и наблюдается биаллельная транскрипция UBE3A как следствие инактивации UBE3A-AS на отцовской хромосоме. Роль ЦИ-СА сводится к отмене функции ЦИ-СПВ в овогенезе и сдерживанию тех процессов, которые реализуются под контролем ЦИ-СПВ в сперматогенезе. Поэтому в результате делеции ЦИ-СА становится невозможной инактивация «отцовских» генов на материнской хромосоме (в том числе UBE3A-AS), а значит и активация гена UBE3A. При наследовании такой делеции от матери наблюдается биаллельная экспрессия «отцовских» генов и биаллельное «молчание» гена UBE3A.

Слайд 43

Слайд 44

Молекулярная диагностика СПВ и СА

Слайд 45

Белок E6-AP, продукт гена UBE3A, входит в состав мультиферментного комплекса,

обеспечивающего присоединение к цитоплазматическим белкам молекулы небольшого белка убиквитина (состоящего из 76 аминокислот), после чего они становятся мишенями для деградации в протеосомаx. Мишенями для убиквитин-зависимого протеолиза становятся большинство неправильно свернутых, денатурированных и других аномальных белков.
Помимо участия в процессе убиквитинирования белок E6-AP служит транскрипционным коактиватором для рецепторов стероидных гормонов. E6-AP функционирует одновременно как убиквитин-лигаза и как транскрипционный фактор. Обе эти активности независимы друг от друга, поскольку регуляция транскрипции опосредуется N-концевым доменом, а убиквитинирование сопряжено с C-концевой частью белка.

Ген UBE3A

Слайд 46

Отклонение от менделевского наследования при нарушениях в ЦИ и мутациях в

гене UBE3A

Слайд 47

Синдром Видемана –Беквита
Частота в популяции 1:10-12 тыс. Характерны пупочная грыжа, макроглоссия,

гигантизм (средняя масса при рождении – 3900 г), гипоплазия средней трети лица, гемигипертрофия, висцеромегалия, гемангиомы на лбу, нефробластомы, гепатобластомы и др.

Слайд 48

Слайд 49

Слайд 50

Гены H19 и IGF2 тесно сцеплены, противоположно импринтированы и их

экспрессия регулируется общим энхансером, расположенным в 3’ области H19. В нескольких т.п.н. от 5’ области H19 был обнаружен дифференциально метилированный район, который является ключевым - СВБ-ЦИ1. В метилированном состоянии на отцовской хромосоме он требуется для выключения H19, а на материнской хромосоме, будучи не метилированным, он участвует в выключении IGF2.

Молекулярный механизм действия центра импринтинга

СВБ-ЦИ1 содержит инсулятор, блокирующий или модулирующий доступ энхансера к промоторным районам генов. В активном состоянии СВБ-ЦИ1 эффективно блокирует взаимодействие энхансера с промоторным районом IGF2, который не может экспрессироваться на материнской хромосоме. На отцовской хромосоме СВБ-ЦИ1 метилирован, не имеет возможности связывать CTCF и не препятствует возможности активации IGF2 энхансером. В то же время, будучи метилированным, он вызывает инактивацию H19 на отцовской хромосоме. CTCF является первым обнаруженным белком, который необходим для нормального функционирования эпигенетической метки.

Слайд 51

Гено-фенотипические корреляции при СВБ
о
о
о
о
о
о
м
м
м
м
м
о

Слайд 52

Молекулярно-генетическая диагностика синдрома Видемана-Беквита

1 – негативный контроль;
2 – норма;
3,4,5

– пациенты с СВБ.

5, 8 – норма; 3 - отрицательный контроль.
1, 4, 6, 7 - пациенты с СВБ;
2 - пациент с СВБ (мозаицизм);

Диагностика аллельного метилирования генов

IGF2

LIT1

Пример однородительской дисомии у пациента с СВБ

260 п.н. (IGF2)
242 п.н.

Слайд 53

Пренатальная и постнатальная задержка роста;
Треугольное лицо с выступающим лбом;
Клинодактилия или брахидактилия;
Макроцефалия;
Скелетная

асимметрия;
Мышечная гипотрофия;
Гипотония

Хромосомные перестройки, затрагивающие хромосомы
1, 7, 8, 11 (11p15), 15, 17 и 18

В 30-65% случаев обнаруживается гипометилирование H19/IGF2 на отцовской хромосоме 11.

Синдром Рассела-Сильвера

Мат ОРД 7 (5-15% случаев), тандемные дупликации 7p11.2-p13. 1) 7p11.2-p13 (GRB10 - ингибитор роста); 2) 7q31-qter (MEST); 3) 7q21.3 - PEG10

Слайд 54

Рисунок 2а и 2б

Слайд 55

Схема эпигенетической патологии при СРС
(гипометилирование H19 на отцовской хромосоме 11)

Слайд 56

Молекулярная диагностика синдромов Сильвера-Рассела и Беквита-Видемана (11р15)
СРС БВС норма норма

Н19
IGH2

Многолокусная ПЦР

Слайд 57

7p11.2-p13. У человека отцовская экспрессия GRB10 установлена в головном и

спинном мозге, материнская – в скелетных мышцах, в остальных тканях ген экспрессируется биаллельно. Мышиный ген импринтирован, экспрессируется с материнской хромосомы во всех тканях кроме мозга, где экспрессируется отцовский аллель. Делеции материнского аллеля гена приводят к увеличению роста у потомства, свидетельствуя о его функции, как негативного регулятора роста.
7q32.2 содержит 5 импринтированных генов, включая гены MEST, COPG2IT1, MESTIT1, которые экспрессируются с отцовской хромосомы, а CPA4 и KLF14 – с материнской. MEST имеет две изоформы, одна из которых экспрессируется с отцовского аллеля, а вторая (использующая альтернативный первый экзон) экспрессируется биаллельно во всех тканях, кроме плаценты. Нокаут гена у мышей приводит к малому размеру потомства.
7q21.3 содержит гены PEG10 и SGCE, имеющих отцовскую экспрессию, PPP1R9A экспрессируется с материнского аллеля в эмбриональных скелетных мышцах и экстраэмбриональных тканях, а ген TFP12 экспрессируется с материнского аллеля в плаценте. Делеции PEG10 у мышей приводят к ранней эмбриональной гибели.

Слайд 58

Молекулярно-генетические причины синдромов Беквита-Видемана и Сильвера-Рассела

Слайд 59

ХАРАКТЕРИСТИКА ЦЕНТРА ИМПРИНТИНГА
1. Регулирует импринтированные гены в кластере in cis;
2. Имеет

дифференциальное аллельное метилирование;
3. Имеет различную аллельную структуру хроматина (гиперчувст-вительность к ДНКазе I, метилирование гистона Н3 и ацетилирование гистонов Н3 и Н4);
4. Способен действовать как инсулятор с использованием белка CTCF;
5. Содержит некодирующие РНК.

Слайд 60

Импринтинг. Нарушения импринтинга как причина наследственной патологии. Семинар 7

Содержание

Уровни эпигенетической регуляции Геномный Хромосомный Генный Эпигенетические нарушенияОднородительская дисомия 2) Аномалии

Для нормального развития организма необходим равный вклад обоих родителей. 1. Трансплантация

Эпигенетические изменения на геномном уровне

Проявление эпигенетической патологии на хромосомном уровне – однородительская дисомия (ОРД)Однородительская дисомия, то

Однородительская дисомия (ОРД)Однородительская дисомия - наследование обеих копий целой хромосомы