В.И. Иванов - Генетика (1117686), страница 86
Текст из файла (страница 86)
По сути метод является генетическим картированием, но обязателен и последующий скрининг на мутации в генах-кандидатах, лежащих внутри картированной области (позиционных кандидатов). Именно таким способом в настоящее время выявляют гены, ответственные за наследственные заболевания, и изучают генетические механизмгя сложных мультифакториальных заболеваний, в том числе и рака. Можно с уверенностью утверждать, что с помощью этого метода при наличии сиквенса всего генома человека будет достигнут значительный прогресс в дальнейших исследованиях по генетике человека, как в норме, так и при патологии. Iвовв И.
Планово ц гвяо>>вив в>вхвв « . »и Методика картирования локуса наследстве~ и к>го заболевания подробно описа~ ш и пк 19. Метод позиционного картирогкшия лежит в основе классической схемы н»>п>оп:номно>о скрининга. 11римснение метода позиционного картирования имеет и свои ограничения. 11рн нш~ ичии карт сцепления с разрешающей способностью 1сМ и использовании л>я юл ~ >ительных маркеров из области сцепления на практике критический размер области локализации патологического гена составляет 3 — 5 сМ.
Это связано с огра ниченным числом мейозов, доступных для анализа. Для регистрации рекомбиншгий между повреждением вДНК, приводящим к заболеванию, и аллелем полиморфного маркера, удаленного на расстояние 1 сМ, в среднем необходимо про. шиш нзировать 100 ме йозов, а в большинстве работ по картирован ию ан ал изируегся меньшее число. К тому же в интервале 3 — 5 сМ может находиться от 30 до 50 генов, что значительно затрудняет выявление конкретного гена заболевания. Таким образом, классическая схема полногеномного скрининга позволяет определить локус заболевания, но не обладает разрешающей способностью, достаточ ~ юй шо~ ~ юследуюшей идентификации патологического гена.
йнетические технологии, обеспечивающие более точную локализацию генон называют тонким генетическим картированием. Тонкое генетическое картированис ос~ ювано на определении ганлотннов >сцепленных групп аллелей) в популяциях боль> ~ ых и здоровых индивидов по нескольким пол иморфным маркерам, которые наиболеелсе тесно сцеплены с геном, ответственным за заболевание >рис. 18.12). Этот метод >ффекти вен, если среди мутаций, приводящих к заболеванию, имеются одна или ~ >есколько частых.
Хромосомы, несущие мажорные мутации, в большинстве случаен представляют собой потомки одной мутантной хромосомы — т.е. наблюдается п>к > >азываемый «эффект основателя». Очевидно, что изначально все потомки хромосомы-основателя имели один и тот же гаплотип, который постепенно размывался и последующих поколениях за счет рекомбинационных событий. Анализ производных гаплотипа хромосомы-основателя, специфическоп> лля данной мутации, позволяет локализовать древние сайты рекомбинаций, которые привели к распаду гаплотипа и, таким образом, уточнить место мутационного ~ ашрсждения в гене.
Параллельно данный подход позволяет определять порядок и:оно сцепленных полиморфных маркеров. В отличие от традицнонного генетичсскоп> картирования, где для каждой семьи выявляются рекомбинации, произоше>гшис и течение нескольких мейозов, при таком подходе анализируются рекомби~с>~гни, произошедшие за времена, сравнимые со временем жизни мутации в г>опул>п>ии. Соответственно значительно возрастает и разрешающая способность метода. Эффективность этого подхода определяется, прежде всего, наличием мажорной м уш> гни и ее возрастом.
Если такой мутации не существует, имеет смысл провести аншкн ич- ~ >ые исследования вдругих популяциях. Обнаружение неравновесия только в о>>~ к>И > ю- ~ >уляпи и может обеспечить успешность проведения тонкого генетического картирогкн ~ ив гена, ответственного за возникновение заболевания. На основании анализа нсрагя юиссного сцепления можно определить возраст мутации. Описанная схема позволяет каргирокпъ покус, повреждения в котором при>юдят к заболеванию, с точностью порядка 0,1 сМ,чтосоответсгнустллинепослслокпслыккти 100 — 200тп н.
Втакойдостато ик>узкой области может быть проведен поиск муга пий во всех расположенных в ней гс~ >ах. Чаегяь /. Общая генегяика 360 1 2 3 4 1 2 1 2 4 5 6 7 4У 10 11 1 13 14 15 16 17 23 32 32 23 26 11 33 52 1 12 12 4121 22Б! 51 14 42 42 П)4 22 23 12 22 34 44 44 В34ЩБ 23 32 36 3 1 11 11 11 3 1 Б2 23 22 23 Б2 1 2 32 32 32 1 2 4 32 34 32 34 13 31 33 14 14 52 13 56 1 2 3 4 ч 33 23 23 51 21 15 41 65 12 22 22 1 2 ч о оззззз 2 5 3 1 раз!зв 4 ! 1 2 нянлсл)п 12 32 рвз!Твв (3(2 42 Рис.
! 8. ! 2. Анализ сегрегации гаплотипов маркеров на Бр21 в семье М. с наследственной моторно-сенсорной нейропатией Н типа (НМСН Н). (АД-заболевание) Янвлиз генотипов в семье М. по трем маркерам (086322 (2), 0861769 (3) и маркеру 086136, представленному двумя аллелями (4 и 6)) позволил установить минимальную область локализации гена, ответственного за НМСН в данной семье.
НМСН 8-фенотип сцеплен с одним из алпелеи маркера 086136 (6) в правой ветви родословной, а в левой ветви родословнои — с другим аллелем етого маркера (4), следовательно, маркер 086136 является дистальным (тело- мерным) фланкирующим маркером для покуса НМСН2Е. Обратная рекомбинация, в результате которой сцепленный с заболеванием аллель маркера 0861769 (3) присутствует у здорового сибов )У-Б, позволила определить маркер 0861769 как проксимальный (центромерный) фланкирующий маркер для покуса НМСН2Е. Таким образом, ген НМСН2Е находится между маркерами 086! 36 и 0861769 (интервал 16 сМ). Глана И Йнимики и е«и«мни«нмхиилпгии 361 Уш~ешносты [рнмененин различных ьчйтип ~ов поиска сцепления зависит от конкретной ситуации. Классический полногеномный скрининг хорошо зарекомендовал себя гшя анализа больших семей с количеством мейозов, достаточным для установления достоверного сцепления.
Этот метод применим и к выборке семей с одинаково четкой клинической картиной заболевания. При исследовании ограниченного числа мейозов или выборок с возможной генетической гетерогенностью заболева1~ ив эффективность пол ногеномного скрининга снижается. Дяя малого числа мейоюв невозможно получить достаточный 1 об-баял (больше трех).
С другой стороны, высока вероятность получить положительный 1лк)-баял меньше трех в нескольких независимых точках. Для гетерогенной выборки возможно ложное исключение истинно сцепленноголокуса. В этих случаях имеет смысл проводить поиск сцепления с кандидатными покусами, анализируя каждую из имеющихся семей по отдельности, В случае определения сцепленного покуса для эффективного уменьшения области возможной локализации мутации, приводящей к заболеванию, хорошо зарекомендовал себя метод тонкого генетического картирования.
Позиционно-каидидатиое картировапие основано на вьивлении кодирующих последовательностейй (кДНК или внугригенных ебТБ) в области хромосомной л окал изации гена с неизвестным биохимическим продуктом путем анализа генетических и транскрипционных карт. Вероятность того, что одна из таких последовательностей окажется геном данного заболевания, достатОчно высока, При наличии молекулярных характеристик гена-кандидата проводят его мутационный анализ. В ряде случаев лля выделения геномного клона используют «кандидатные» маркеры экспрессирующихся последовательностей (ЕБТ вЂ” от англ.
ехргеллег1 ледиеисел галл) в качестве зондов. Выделенный клон секвенируют и проводят его мутационный анализ. Этот метод очень эффективен при наличии высокоразрешающих физических и транскрипционныхкарт. Использование для картирования покусов наследственных заболеваний ЕВТ предполагает предварительные исследования по их с крин ингу. Скрипи нг ДН К-маркеров, распределенных по геному может быть оптимизирован, если принять но внимание особенность организации генома, заключающуюся в том, что картироваппые ЕВТ распределякпся по хромосомам неравномерно — имеются «богатые» и «бедные» генами участки.
На основании этого рекомендуется в первую очередь использовать для картирования микросателлитные маркеры, лежащие в ЕБТ-богатых участках хромосом. Разработано два набора таких маркеров: набор А включает 40 маркеров, ~ юкры вающих примерно 1/1О генома (принимая, что каждый маркер позволяет а~ ~ализировать -1О сМ прилежащей геномной области) и набор В, состоящий из 25 маркеров, который позволяет проанализировать сцепление еще с 2200 ЕВТ, лежащими в пределах 1О сМ-интервала от каждого маркера 1на каждый маркер из набора В приходится в среднем по 88 картированных Е$Т).
Таким образом, исследование 65 маркеров из наборов А и В, покрывающих лишь 17% всего генома, позволяет анализировать сцепление с -40% всех известных ЕЯТ. Такой подход сокращает время и стоимость исследования по определению покусов наследственных заболеваний. Часть !. !леван генеггьика 18.2. ГЕНОМИКА: НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ, ПЕРСПЕКТИВЫ, НАДЕЖДЫ И ОПАСЕНИЯ Комплексное изучение структуры и функции генома привело к формированию самостоятельной научной дисциплины, названной «геномнкой». Предмет этой науки— строение геномов человека и других живых существ (растений, животных, микроорганизмов и др.), задача — применить полученные знания для улучшения качества жизни человека.
В рамках этой новой научной дисциплины проводятся исследования по функциональной геномике, сравнительнои геномике, а также по генетическому разнообразию человека. Бурное развитие молекулярной биологии и генетики во второй половине ХХ века, появление технологий рекомбинантных ДНК дали в руки исследователей мощный инструмент дня изучения молекулярных механизмов болезней, для разработки новых молекулярных методов диагностики, терапии и профилактики различных заболеваний.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
