Фогель, Мотульски - Генетика человека - 2 (947312), страница 62
Текст из файла (страница 62)
Попытка изучения мутаций и а!аа. Этвуд н Шейнбер| [1378] разработали метал, позволяющий улалять нз образца крови путем агглютннацнн с ангн-А сывороткой все ге клетки, 194 б Мутации которые реагируют с этой анти-А сывороткой, оставляя а неы только иереагирующие клетки. У пробандон, имеющих группу крови АВ, было найдено некоторое количество клеток, неспособных к агтпютинации.
Согласно предложенной интерпретации, эти клетки потеряли антигон А, сохранив антигон В Относительная частота этих клеток у различных индивидов изменялась от 0,5 до !0,9/!000 клеток. Согласно гипотезе, эти кле~ки являются соматическими мутант ами. Однако маспцабы феномена делают такую интерпретацию маловероятной Кроме того, результаты дополнительного иммунологического изучения данной системы порождают серьезные сомнения в мутационном происхождении клеток, не способных к аггнютинации Несмотря на то что попытка изучения муыционного продесса |и жчо успеха не имела, она по-прежнему представлнет интерес. Центральной проблемой мутационных исследований, проводимых на отдельных клезках, остается вопрос о том, действительно ли клетки, проявляющие аберрантный по биохимическим или иммунологическим признакам фенотип, являются мутантами де почо или только продуктами некоего вторичного изменения, не влияющего на генетический материал.
Предпринятые недавно повторные попытки выявления гемоглобиноаых вариантов а отдельных эритроцитах оказались успешными [16421. Изучение мутантных клепзок пд с(гго. Методы культивирования нормальных диплоидных клеток человека зп ч!1го описаны в разделе 4.2.2.1 [1418). Одна из главных трудностей, возникающих при изучении мутационного процесса в таких клетках, связана с его низкой эффективностью. Для выделения очень немногих мутантных клеток из гораздо большего числа нормальных требуются специальные методы селекции.
Принцип, лежащий в их основе, описан в разд. 4.2.2.6 на примере синдрома Леша в Найхана, обусловленного дефектом фермента гипоксантин-гуанин — фосфорнбозилтрансферазы (НРВТ). Вместо гипоксантина к исследуемым клеткам добавляют 8-азагуанин, который, связавшись с нормальным ферментом, обусловливает гибель клеток. Выживут только те из них, которые неспособны превращать это соединение из-за дефекта НРКТ. Имеются и другие селективные системы„применяемые, например, в случаях залактозсмии, цитруллинемии и оротика- цидурии.
Предложен многообещающий подход, при котором эритроциты, содержащие гемоглобнновые варианты, возникшие в результате предполагаемой соматической мутации, идентифицируются с помощью специфических антител, полученных против определенных вариантных гемоглобинов. Как отмечалось выше, вариант, выделенный в клеточной куль~ура, не обязательно возникает вследствие истинно генетического, наследуемого изменения. Для подтверждения мутационной природы требуются по крайней мере два критерия. 1. Доказательство стабильности селектированного фенотипа.
2. Положительные результаты флуктуационного теста Луриа и Дельбрюка [15383, основанного на принципе, согласно которому прн сравнении большого числа микробиологических культур мног.очисленные мутантные клетки будут иметь лишь очень немногие из них (мутация произошла на ранних стадиях развития культуры), тогда как большинство культур будут содержать очень мало мутантных клеток (мутационное событие произошло на поздних стадиях). Во многих культурах мутантных клеток вообще не будет (рис. 5.27).
Методы определения частоты спонтанных мутаций основаны именно на флуктуационном тесте; на рис. 5.27, В, например, каждая колония представляет собой мутантный клон, произошедший из одной клетки. В табл. 5.!7 приведены оценки частоты спонтанных мутаций для покуса НРКТ, На первый взгляд эти частоты имеют тот же порядок, что и частоты мутаций в половых клетках человека, рассчитанные для наследственных болезней по фенотипическим признакам (табл.
5.8). Однако последние получены на смещенной выборке признаков, ивляюшихся конечным результатом нескольких десятков клеточных делений. Поэтому сравнение с частотами мутаций в соматических клетках не имеет большого смысла. В работе с использованием системы НРВТ было обнаружено, что в фибробластах двух больных с синдромом Блума частота спонтанных мутаций выше (до 19 — 23 х 10 ), чем в нормальных фибро- б. Мутации 195 Принцип Влуктуацианного таста антное ние Вергмтность мутации в мреом поколении: д )риак мутировании существует талька днн одной клетки! В Ожидаемое распределение культур с мутантамн Э ОО ОООО ОООООООО ленин произошла мутация.
Например, если мутация возникла в первом делении, половина всех клеток будут мутантными (А). В этом случае риск мутирования существует только для одной клетки. С другой стороны, если мутация происходит в делении, непосредственно предшествующем изучению ланной ° культуры, мутантной окажется одна-единственная клетка (Б). Однако в случае такой мутации риск мутирования существует для 2" ' клеток, где л-число клеточных поколений. (В). Ожидаемое распреде ~ение мутантов в культурах. Таблица 5.17.
Частота спонтанных мутаций устойчивости к 8-азагуанину в клетках человека и китайского хомячка [1683) Клеточная линия Уровень плоидвости Частота А. Человек Анеуплоид Диплоид Анеуцлоид Диплоил Б! Кгалпйекпй комн чок Гиподиплоил Диплоид Тетраплоид Октаплоид 4,9 х 1О 7,0 х 10 7,0 х 10-т 41х10 1)98" ! 54тг Глен" Фнбробласты" 40 х!О 22х !О 4,7 х 10 1,9 х 10 1 5 х 1О -а 237" У5ь' У25м Убйлг У79з' " Данные Шибальскп и Смита. т' Данные Шапиро и др.
т' Данные Дс Марса и Хелда. л' Данные Харриса "Данные Чу и др. Атаксия-тслеангиэктазия (! пациент): Рис. 5.27. Иллюстрация принципа, положенного в основу флуктуационного тесса Дурна и Дельбрюка [1538). Если клеточное деление носит дихотомичаский характер, в первом поколении после начала деления будет 2' =- = 2 клетки; во втором в 2т = 4 клетки; в третьем поколении 2' = 8 клеток и т.д. Если все изучаемые культуры клеток берут начало от одной-единственной клетки и если частоты мутаций одинаковы во всех клеточных поколениях, можно рассчита~ь относительное число культур с О, 1, 2,...мутантными клетками, зависящее от того, в каком клеточном поко- бластах (4,6 — 4,9 х 10 *) [1688).
Синдром Блума представляет собой синдром хромосомной нестабильности; следовательно, соответствующий ген является одним из генов-мутаторов человека. Повышенная частота мутаций была выявлена в исследованиях )п угро Увеличение мутацнонной частоты нашло подтверждение при изучении лимфоцитов больных с синдромом Блума и с другими синдромами хромосомной нестабидьности [1666; 1666а3, Вот соответствующие цифры: Нормальные контрольные клетки: 2,0 — 4,4 х х10 в Синдром Блума (7 пациентов): 8,5 — 24,9 х х10 л Анемия Фанкони (2 пациента): 20,0 — 22,6 х х 10 8,5 х 1О амутантнае пакплеина Веронтность мутации в 4-м поколении: Вр )риск мутировании сунмствует длн В «леток) 196 6. Мутации 5.1.6.
Самвтические мутации Мутации могут происходить и в половых, н в соматических клетках. Эффект соматической мутации обнаруживается у потомков мутантной клетки, такая мутация делает индивида мозанком. Мозаик — это особь со смешанной клеточной популяцией. В простейшем случае популяция нормальных клеток и популяция мутантных клеток сосуществуют у одного индивида. Это доказано для фибробластов и для клеток друз их типов. Например, можно убедиться в том, что клетки из разных участков характеризуются разными маркерами, например разными типами СбРО. 5.1.6.1.
Образование мазанков па геномным мутациям Мозаики по геномным мутациям встречаются довольно часто. Сообщалось, например, что в случае синдрома Дауна один мозаик приходится на 48 пациентов, имеющих стандартную трисомию. Исходя из оценки популяционной частоты синдрома Дауна, равной 1; 650, получаем, что частота мозаиков составляет 1: 3! 000.
Она также обнаруживает зависимость от материнского возрастив, но в меньшей степени, чем частота простой трисомии по 21-й хромосоме (4833. Механизм образования мозаика» на ранних стадиях дробления. Анализ эффекта материнского возраста позволяет сделать некоторые выводы относительно механизма возникновения мозаиков при синдроме Дауна. Мозаик может развиться из нормальной зиготы.
В таких случаях нерасхождение должно происходить в одном из ранних (но не первом) делении дробления" Моносомный продукт этозо деления обычно теряется. Мозаик может сформироваться также из трисомной зиготы. В этом случае одна клеточная линия должна потерять дополнительную хромосому вследст- " Нерасхождепае в первом делении дробления привело бы к образованию триспмпого и мопосомпо~о продуктов деления и с потерей мопосомпой клетки -к возникновению стандартной трясомпи вие анафазного отставания или же должно произойти нерасхождение в соматической клетке (вторичное нерасхождение; рис.
5.28). Можно оценить долю мозаиков, возникших в результате осуществления каждого из этих механизмов. Если они образуются из нормальных зигот, тенденция увеличения возраста матерей не должна проявляться. В случае их возникновения из трисомных знгот следует ожидать увеличения возраста матерей, сходного с тем, которое обнаружено при обобщенном изучении синдрома Дауна. Все мозаики вместе-результат реализации обоих механизмов; средний возраст матерей будет зависеть от доли мозаиков, возникших в результате действия каждой из указанных причин, Проведенный расчет показал, что из 40 мозаиков, описанных в литературе, 20'Ъ развились из нормальных зигот. Из этого расчета можно получить сравнительную оценку частоты определенных нарушений митоза, происходящих в нормальных и трисомных зиготах (табл. 5.18).
Вычисления показали, что трисомные зи~ оты обнаруживают почти в 40 раз более сильную тенденцию к анафазному отставанию, чем нормальные клетки, а нерасхождение в первом случае происходит в 70 раз чаше, чем во втором. Однако данные оценки применимы только для мозаиков, развивающихся в индивидов с клинически диазностируемым синдромом Дауна. Вероятность этого намного выше для зигот, бывших первоначально трисомными, чем для зигот, которые при своем образовании были нормальными. На более поздней стадии развития могут возникнуть трисомики с небольшой долей трисомных клеток.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
