CBRR4293 (677223), страница 8

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 8)

Сиалидоз типы I и II;¦50-100 случаев¦ ¦Oohira et al.,1986 ¦

липомукополисахаридоз¦ ¦ ¦Klein et al.,1986 ¦

256550; 6p21.3; ¦Нейраминида- ¦ ¦Sasagasako et al.,1993 ¦

NEU.; ¦за-1 ¦ ¦ ¦

---------------------+--------------+-----------------------+------------------------+

Фукозидоз, ¦30-60 случаев ¦Нонсенс - 5:Q351X-мажор¦Fowler et al.,1986 ¦

¦Фукозидаза аль¦ная (20%), E375X, Q77X,¦Kretz et al.,1992 ¦

230000; 1p34; ¦фа-L-1,ткане- ¦W382X, Y211X;делеции -4¦Roychoudhuri et al.,1988¦

FUCA1.10; 23 кб, 8экз¦вая 461¦(экз2-1,1н-3);сплайс.-1¦Seo et al.,1993 ¦

---------------------+--------------+-----------------------+-------------------------

1) - через ";" указаны различные наименования болезней либо

аллельные варианты

2) - после наименования гена через "." указано количество

идентифицированных мутантных аллелей к июлю 1994г.

3) - размеры генов указаны в килобазах (кб), иногда вместо

размеров гена указаны размеры кДНК или мРНК

4) - размеры белка указаны в правом нижнем углу

5) - при количестве мутаций, меньшем 5, все они указываются

после знака ":", при большем количестве перечисляются

только типы мутаций

96) - частоты заимствованы из сводной таблицы Scriver et al., 189.

Сокращения - взр.- взрослые; дел.- делеция; дупл.- дуплика-

ция; инс. - инсерция; н.- нуклеотиды; сплайс. -

замена нуклеотидов в донорном или акцепторном

сайтах сплайсинга или мутации в интронных об-

ластях, создающие новый сайт сплайсинга; экз.-

экзон

Из таблицы 10.1 следует, что для 29 из 31 лизосомных

болезней определена хромосомная локализация гена, причем в

26 случаях - абсолютно однозначно. 23 лизосомных гена клони-

рованы. Для 20 лизосомных заболеваний описаны различные му-

тантные аллели, что подтверждает правильность идентификация

соответствующих генов (см.Главу III). Для 12 заболеваний на-

йены мажорные мутации в различных популяциях. Для 8 заболе-

ваний общее количество идентифицированных мутаций пока не

превысило шести и, возможно, мажорные мутации для них еще

будут идентифицированы.

Спектр мутаций в разных лизосомных генах очень разнооб-

разен. Так, при болезни Фабри наряду с явным преобладанием

миссенс мутаций обнаружено 14 внутригенных перестроек разме-

рами от 0.4 до 8 кб, многие из которых имеют точки разрыва в

экзоне 2 - области локализации большого числа Alu-повторов.

Сам ген GLA содержит 12 различных Alu-элементов, составляю-

щих около 30% его длины. В местах разрывов часто обнаружива-

ются короткие прямые и обращенные 2-6 нуклеотидные повторы.

Одним из возможных механизмов возникновения структурных пе-

рестроек в данном гене может быть незаконная Alu-Alu реком-

бинация или, что более вероятно, рекомбинация между коротки-

ми повторами. Участие Alu-элементов предполагается также при

возникновении 16-кб делеции промоторной области и первых 5-и

экзонов гена HEXB - мажорной мутации при болезни Зандхоффа.

Нарушение процесса рекомбинации является, по-видимому, при-

чиной возникновения очень большого числа крупных и мелких

делеций в IDS-гене при синдроме Хантера. Высокая концентра-

ция CpG динуклеотидов рассматривается как возможный эндоген-

ный механизм возникновения мажорной среди евреев-ашкенази

мутации P330FS в гене SPDM1 при болезни Ниманна-Пика типа B,

так как эта делеция возникает в районе, где из 10 остатков 9

составляют цистеины.

Делеции целых экзонов или инсерции интронных областей

возникают сравнительно часто в результате точковых мутаций в

донорных или акцепторных сайтах сплайсинга. Примерами являют-

ся мажорная в Японии сплайсинговая мутация, сопровождающаяся

делецией 7-го экзона гена- PPGB, приводящая к галактосиалидо-

зу и сплайсинговая мутация IVS2+1, обусловливающая вырезание

экзона 2 гена GBA при болезни Гоше. Появление в результате

точковой мутации в интронной области нового сайта сплайсинга

также может сопровождаться структурными перестройками. Тако-

ва, в частности, природа 33-нуклеотидной инсерции в гене PSAP

при метахроматической лейкодистрофии, обусловленной дефицитом

SAP1; 24-кб инсерции в гене HEXB при болезни Зандхоффа и

5-нуклеотидной инсерции в гене IDUA при синдроме Шейе. Важно

отметить, что подобные мутации совместимы с образованием не-

большого числа функционально активных мРНК, следствием чего

является относительно более мягкое течение соответствующих

форм заболеваний.

В некоторых случаях возникновению мутаций может

способствовать наличие псевдогена. Молекулярный анализ псев-

догена, тесно сцепленного с геном GBA, показал, что, по

крайней мере, 4 мутации, обнаруженные у пациентов с болезнью

Гоше, присутствуют в норме в псевдогене. Это 2 мажорные му-

тации - L444P и IVS2+1 и еще 2 миссенс мутации в 10-м экзоне

(A456P и V460V). Подобное сходство несомненно указывает на

фундаментальную роль псевдогена в образовании мутаций в

GBA-гене. В то же время само по себе присутствие псевдогена

не является мутагенным фактором, особенно если сам ген и его

псевдоген локализованы в разных хромосомах, как, например, в

случае генов GM2A и FUCA1, псевдогены которых находятся в

хромосоме 3 и в области 2q31-q32, соответственно.

Для двух лизосомных болезней - фукозидоза и синдрома

Гурлера, мажорными являются нонсенс мутации. Более того, при

фукосидозе все известные к настоящему времени мутации приво-

дят к полному отсутствию продукта FUCA1-гена. Так, наряду с

мажорной мутацией Q351X, представленной в 20% хромосом у

больных фукосидозом, описаны еще 4 нонсенс мутации и 4 деле-

ции со сдвигом рамки считывания. При синдроме Гурлера две

мажорные нонсенс мутации - W402X и Q70X, составляют около

50% всех известных мутантных аллелей гена IDUA. Кроме того,

при этом заболевании зарегистрированы еще 4 минорные по

частоте нонсенс мутации и 1 делеция со сдвигом рамки считы-

вания. 3 миссенс мутации и интронная мутация, создающая до-

полнителный сайт сплайсинга в гене IDUA, не приводят к пол-

ному блоку синтеза идуронидазы и реализуются в виде синдрома

Шейе. Уместно заметить, что оба заболевания - синдром Гурле-

ра и синдром Шейе, являются классическим примером фенотипи-

ческого разнообразия, обусловленного существованием аллель-

ных серий (см.Главу IV). Такой спектр крайне тяжелых мутаций

нельзя объяснить только повышенной частотой их возникнове-

ния. Более вероятным представляется предположение о том, что

кодируемые FUCA1- и IDUA-генами белки обнаруживают опреде-

ленную устойчивость к небольшим повреждениям и сохраняют

функциональную активность при определенных аминокислотных

заменах, то есть миссенс аллели в этих генах проявляют себя

как нейтральные мутации и не приводят к развитию заболева-

ний.

Хорошо известно, что распространение мутаций в популя-

циях определяется не только, и не столько повышенной часто-

той их возникновения, но многими другими популяционно-гене-

тическими факторами и, в первую очередь, связано с эффектом

основателя (см.Главу V). Типичным следствием эффекта основа-

теля, как известно, является наличие различных мажорных по

частоте мутаций одного и того же гена у пациентов разных

изолятов и этнических групп. Подобная картина наблюдается, в

частности, при ганглиозидозе GMI. Так, в Японии мажорными

при этом заболевании являются миссенс мутации I51T и R201C,

тогда как в Европе преобладают мутации R482H и W273L. Эффек-

том основателя можно объяснить высокую частоту аспартилглю-

козаминурии в Финляндии, так как в 98% случаев у пациентов

финского происхождения заболевание обусловлено присутствием

одной и той же миссенс мутации C163S, резко уменьшающей ак-

тивность аспартилглюкозаминидазы. Интересно отметить, что

эта мутация у больных находится в сильном неравновесном

сцеплении с другой миссенс мутацией в AGA-гене - R161Q, яв-

ляющейся, в свою очередь, редкой формой полиморфизма. Невоз-

можно, однако, исключить возможность комбинированного влия-

ния этих двух мутаций на фенотип.

Яркие примеры этнических различий по частоте и спектру

мажорных мутаций выявляются при анализе таких лизосомных бо-

лезней накопления как болезнь Тея-Сакса, Ниманна-Пика и бо-

лезнь Гоше. Прежде всего, эти заболевания особенно распрост-

ранены среди евреев-ашкенази, среди которых они встречаются

в десятки раз чаще, чем в других популяциях европейского или

азиатского происхождения. Наличие специфических мажорных му-

таций для всех трех заболеваний у 70 - 95% всех пациентов

еврейского происхождения скорее всего нельзя обьяснить толь-

ко эффектом основателя. Генетический дрейф, селективное пре-

имущество гетерозигот, характер миграции, социальные и рели-

гиозные особенности, обусловливающие ассортативность образо-

вания супружеских пар - вот те факторы, которые, по всей ви-

димости, лежат в основе этих различий. В этой связи инте-

ресно отметить, что среди пациентов других национальностей

мажорные мутации гомологичных генов, как правило, иные, чем

у евреев-ашкенази. Так, болезнь Ниманна-Пика типа B часто

встречается среди жителей стран, расположенных в западной

части Северной Африки. Однако, в 80% случаев заболевание

связано с делецией R608 в SMPD1-гене, которая не является

мажорной среди евреев-ашкенази.

На примере лизосомных болезней могут быть хорошо

прослежены корреляции между типами мутаций и клиническими

особенностями заболеваний. Выше уже упоминалось об аллельных

вариантах гена IDUA, приводящих либо к синдрому Гурлера, ли-

бо к синдрому Шейе. Разные миссенс мутации в гене NAGA при-

водят к болезни Шиндлера или к болезни Канзаки (Табл.

10.1.). Важное значение для анализа молекулярных основ пато-

генеза заболеваний имеют специфические мутации с поздней фе-

нотипической манифестацией (так называемые взрослые формы).

Такие мутации обнаружены в соответствующих генах при болез-

нях Тея-Сакса и галактосиалидозе. Очень интересен случай

различного фенотипического проявления на разном расовом ге-

нетческом фоне одной и той же мутации - мажорной 16-кб деле-

ции, обнаруживаемой у 27% пациентов с детской формой болезни

Зандхоффа (McInnes et al.,1992; Sidransky et al.,1994). В

частности, в одной франко-канадской семье эта мутация в ком-

паунде с миссенс мутацией P417L, описанной впервые в Японии

у пациента с подростковой формой заболевания, провлялась как

взрослая форма с очень мягким течением заболевания.

В ряде случаев удалось проанализировать молекулярную

природу совместного влияния двух аллелей одного гена на фе-

нотип. К примеру, при некоторых форм метахроматической лей-

кодистрофии трудность молекулярной диагностики заболевания

связана с существованем, так называемого, псевдодефицитного

аллеля ARSA-гена. Этот полиморфный аллель встречается в по-

пуляциях с достаточно высокой частотой, так что гомозиготы

по нему состаляют 1 - 2% всего населения. Оказалось, что

псевдодефицитный аллель представляет из себя сочетание двух

мутаций в цис-положении. Одна из них - 3'-концевая ругуля-

торная мутация в первом сайте после стоп кодона, изменяет

сигнал полиаденилирования. Другая - миссенс мутация в 6-м

экзоне, приводит к потере сайта N-гликозилирования. Попутно

отметим, что для гена ARSA (также как и для IDUA-гена) обна-

ружен альтернативный сплайсинг, в результате которого в фиб-

робластах и печени образуются 2 различных типа мРНК, разме-

ром 2.1 кб и 3.9 кб, соответственно. У гомозигот по псевдо-

дефицитному аллелю в фибробластах отсутствует 2.1 кб мРНК,

при этом клинических проявлений заболеваний не наблюдается.

Однако, при наличии S96F мутации в ARSA-гене на фоне псевдо-

дефицитного аллеля развивается тяжелая форма лейкодистрофии.

В заключении раздела кратко рассмотрим состояние проб-

лемы генокоррекции лизосомных заболеваний. В литературе

отсутствуют сообщения об успешных клинических испытаниях

Характеристики

Список файлов реферата