Аналіз особливостей успадкування захворювань в межах родин пацієнтів. Дослідження нуклеотидних послідовностей гена FATP4 у пацієнтів з синдромом іхтіозу та передчасного народження. Дослідження впливу мутацій на метаболізм клітин та патогенез захворювань.
Аннотация к работе
Ці дослідження тривають десятки років і сотні груп науковців в усьому світі займаються пошуком кореляцій між фенотипом хворих та структурно-функціональними особливостями їхнього генома. Генетично обумовлена патологія має широкий спектр за своїми проявами, частота вроджених вад розвитку для, наприклад, української популяції оцінюється приблизно у 3-5% від загальної кількості новонароджених [Н.А. По-друге, такі дослідження дозволяють встановити патофізіологічні механізми розвитку захворювань та запропонувати нові ефективні стратегії їхнього лікування. Захворювання, що розглядаються в даній роботі, а саме, синдром іхтіозу і передчасного народження та ізольована дисплазія нігтів, мало досліджені як на території України, так і загалом в світі. Мета: виявити мутації, асоційовані з синдромом іхтіозу і передчасного народження та ізольованою дисплазією нігтів, для оптимізації діагностики, зясування впливу мутацій на функціонування клітин та уточнення патогенезу захворювань.Зразки крові були отримані від пацієнтів (пробандів), їх здорових батьків та сибсів в трьох сімях з країн скандинавського регіону (Данія, Норвегія та Ісландія). Друга група осіб була сформована пацієнтами з ізольованою дисплазією нігтів (ІДН) та членами їх родин. У хворих з сімї F1 спостерігався більш тяжкий перебіг дисплазії нігтів, порівняно з ураженими особами з родини F2. Захворювання серед представників родин вказувала на аутосомно-рецесивний тип спадкування або ж можливе спонтанне виникнення мутацій в родинах IR85 та IR125. Дослідження успадкування мутацій в межах кожної з родин показало, що мутації були успадковані від батьків пробандів, кожен з яких виявився носієм однієї з мутацій (рис.1).В дисертаційній роботі наведено результати, які розширюють знання щодо генетичних причин виникнення та молекулярних механізмів патогенезу двох рідкісних аутосомно-рецесивних спадкових ектодермальних захворювань - синдрому іхтіозу і передчасного народження та ізольованої дисплазії нігтів. Встановлено, що спектр мутацій гена FATP4 при синдромі іхтіозу і передчасного народження ширший, ніж описано в літературі: підтверджено, що нонсенс-мутація p.C168X є домінуючою в скандинавській групі пацієнтів, але при цьому виявлено три нові мутації - одну нонсенс-мутацію p.G35X та дві міссенс-мутації p.V477D та p.R504H. Встановлено, що нові мутації призводять до змін у функціонально важливих доменах білка FATP4: обидві міссенс-мутації порушують амінокислотну послідовність у висококонсервативному АМР-домені білка; зміна внаслідок нонсенс-мутації в ТМ-домені спричиняє передчасну термінацію трансляції та синтез вкороченого нефункціонального білка. Показано стійку міжвидову та внутрішньогрупову консервативність ділянок білка FATP4, на які впливають мутації.
План
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Вывод
В дисертаційній роботі наведено результати, які розширюють знання щодо генетичних причин виникнення та молекулярних механізмів патогенезу двох рідкісних аутосомно-рецесивних спадкових ектодермальних захворювань - синдрому іхтіозу і передчасного народження та ізольованої дисплазії нігтів.
1. Встановлено, що спектр мутацій гена FATP4 при синдромі іхтіозу і передчасного народження ширший, ніж описано в літературі: підтверджено, що нонсенс-мутація p.C168X є домінуючою в скандинавській групі пацієнтів, але при цьому виявлено три нові мутації - одну нонсенс-мутацію p.G35X та дві міссенс-мутації p.V477D та p.R504H.
2. Встановлено, що нові мутації призводять до змін у функціонально важливих доменах білка FATP4: обидві міссенс-мутації порушують амінокислотну послідовність у висококонсервативному АМР-домені білка; зміна внаслідок нонсенс-мутації в ТМ-домені спричиняє передчасну термінацію трансляції та синтез вкороченого нефункціонального білка. Показано стійку міжвидову та внутрішньогрупову консервативність ділянок білка FATP4, на які впливають мутації.
3. Показано, що ізольована дисплазія нігтів з аутосомно-рецесивним типом успадкування обумовлена принаймні двома мутаціями гена FZD6: нонсенс-мутацією p.E584X та міссенс-мутацією p.R511C. Визначено кореляцію між зазначеними мутаціями та фенотипом пацієнтів: перша мутація поєднана з тяжкими ураженнями нігтів, друга - викликає дисплазію нігтів у більш легкій формі.
4. Зясовано вплив міссенс-мутації p.R511C на клітинну локалізацію білка FZD6: мутантний білок переважно розташовується в цитоплазматичних везикулах, які належать до лізосомального метаболічного шляху.
5. Показано, що нонсенс-мутація p.E584X призводить до порушення звязування білка FZD6 з його внутрішньоклітинними лігандами - білками DVL. Клітини, гомозиготні за цією мутацією, не здатні правильно відповідати на дію активаторів WNT-сигнальних шляхів.
6. Визначено факт порушення формування кігтів у мишей, дефектних за геном FZD6. Встановлено локалізацію патернів експресії гена FZD6 під час ембріонального розвитку мишей: ген FZD6 експресується на кінцівках (переважно в епідермісі нігтьового ложа та вентральної частини пальців) на 16-17 день ембріонального розвитку.
7. Обґрунтовано, що ізольовану дисплазію нігтів можна класифікувати як аутосомно-рецесивну ектодермальну дисплазію групи А з дефектами регуляції ембріонального розвитку та сигнальних систем клітин.
Список литературы
1. Sobol M. FATP4 missense and nonsense mutations cause similar features in Ichthyosis Prematurity Syndrome / M. Sobol, N. Dahl, J. Klar // BMC Research Notes. - 2011. - Vol.4 (9). - http://www.biomedcentral.com/1756-0500/4/90.
Особистий внесок здобувача - проведення молекулярно-генетичних досліджень, аналіз результатів, підготовка публікації до друку.
2. Mutations in Frizzled 6 Cause Isolated Autosomal-Recessive Nail Dysplasia / A-S. Frojmark, J. Schuster, M. Sobol et al. // American Journal of Human Genetics. - 2011. - Vol. 88 (6). - P. 852-860.
Особистий внесок здобувача - проведення молекулярно-генетичних досліджень, аналіз результатів, підготовка публікації до друку.
3. Соболь М. В. Рідкісна форма спадкового іхтіозу: клінічні прояви та генетичні дефекти (огляд літератури) / М. В. Соболь, С. В. Демидов // Актуальні проблеми акушерства і гінекології, клінічної імунології та медичної генетики. - 2011. - Вип. 22. - С. 314-324.
Особистий внесок здобувача - аналіз літературних джерел, підготовка публікації до друку.
4. Соболь М.В. Рання діагностика моногенних хвороб як запорука ефективного лікування та попередження генетично обумовленої патології / М.В.Соболь // Перинатологія та педіатрія. - 2011. - №3 (47). - С. 140-143.
Особистий внесок здобувача - проведення молекулярно-генетичних досліджень, аналіз результатів, підготовка публікації до друку.
5. Соболь М.В. Синдром ихтиоза и преждевременного рождения ассоциирован с мутациями гена FATP4 / М.В. Соболь // Здоровье женщины. - 2011. - №8 (64). - С. 141-146.
Особистий внесок здобувача - аналіз літературних джерел, підготовка публікації до друку.
6. Sobol M. Nonsense and missense mutations in acyl-COA synthetase are associated with a rare form of ichthyosis / M. Sobol, N. Dahl, J. Klar // The 4th international conference for young scientists “Molecular biology: advances and perspectives”: abstracts. - Kyiv, 2011. - P. 84.
Особистий внесок здобувача - проведення молекулярно-генетичних досліджень, аналіз результатів, підготовка публікації до друку.
7. Sobol M. Novel mutations in FATP4 associated with Ichthyosis Prematurity Syndrome / M. Sobol, N. Dahl, J. Klar // European Human Genetics Conference 2011: abstracts. - Amsterdam, 2011. - P.441-442.
Особистий внесок здобувача - проведення молекулярно-генетичних досліджень, аналіз результатів, підготовка публікації до друку.