Biopolym. Cell. 2013; 29(4):330-338.
http://dx.doi.org/10.7124/bc.000827
Огляди
Дослідження мутацій та реорганізацій в геномі людини – шлях до з’ясування патогенезу моногенних і мультифакторних захворювань
1Лівшиць Л. А., 1Кравченко С. А., 1Нечипоренко М. В., 1Пампуха В. М., 1Грищенко Н. В., 1Лівшиць Г. Б., 1Соловйов О. О., 1Татарський П. Ф., 1Фесай О. А., 1Чернушин С. Ю., 1, 2Кучеренко А. М., 1, 2Гулковський Р. В.
  1. Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
    Вул. Академіка Заболотного, 150, Київ, Україна, 03680
  2. Навчально-науковий центр «Інститут біології»
    Київського національного університету імені Тараса Шевченка
    вул. Володимирська, 64/13, Київ, Україна, 01601

Abstract

Підсумоввано результати 25-літніх досліджень співробітників відділу геноміки людини ІМБіГ НАН України, спрямованих на з’ясування молекулярно-генетичної природи, спектра і походження в популяції України мутацій (генетичних поліморфізмів) та реорганізацій кодуючих і некодуючих ділянок геному людини. Встановлено роль гетерогенності геному в патогенезі тяжких моногенних і мультифакторних патологій. Отримано дані щодо кореляції певних мутацій генів-детермінаторів з фенотиповими проявами моногенних захворювань, а також обговорено роль генів-модифікаторів у варіаціях клінічного фенотипу. Досліджено походження окремих мутантних алелів та знайдено основні закономірності процесів підтримання їхньої частоти в популяції України. Представлено дані стосовно асоціації деяких поліморфних варіантів з безпліддям, серцево-судинними захворюваннями (ішемічний інсульт), а також з масовими інфекційними хворобами (гепатит С, СНІД) та показано ефективність стандартної терапії. Продемонстровано перші результати і перспективи нової стратегії пошуку генів – маркерів нейродегенеративних захворювань та інтелектуальної недієздатності за рахунок повногеномного скринінгу геномних реорганізацій типу CNV.
Keywords: геноміка людини, генотип, фенотип, генетичний поліморфізм, генетичний маркер.
Повний текст: (PDF, англійською)

References

[1] Serre J. L., Simon-Bouy B., Mornet E., Jaume-Roig B., Balassopoulou A., Schwartz M. et al. Studies of RFLP closely linked to the cystic fibrosis locus throughout Europe lead to new considerations in populations genetics Hum. Genet 1990 84, N 5 P. 449–454.
[2] Livshits L. A., Kravchenko S. A. Cystic Fibrosis in Ukraine: age, origin and tracing of the delF508 mutation Gene Geogr 1996 10, N 3:219–227.
[3] Dork T., Macek M., Mekus F., Tummler B., Tzountzouris J., Casals T. et al. Characterization of a novel 21-kb deletion, CFTRdele2,3(21 kb), in the CFTR gene: a cystic fibrosis mutation of Slavic origin common in Central and East Europe. Hum. Genet 2000 106, N 3:259–268.
[4] Nechyporenko M. V., Kravchenko S. A., Livshits L. A. Molecular genetics analysis of mutations and minihaplotypes of the phenylalanine hydroxylase gene in Ukraine Biopolym. Cell 2001 17, N 6:556–559.
[5] Nechyporenko M. V., Kravchenko S. A., Livshits L. A. PKU in Ukraine: PAH gene mutations and minihaplotype analysis Bulletin of Molecular Medicine 2001 N 9–10:1–6.
[6] Hryshchenko N. V., Kucherenko A. M., Patscun E. I., Livshits' L. A. The study of the association between genotype and phenotypic manifestation of the Huntington's chorea pathogenesis Cytol. Genet 2009 43, N 3:183–187.
[7] Pampukha V. M., Drozhyna G. I., Livshits L. A. TGFBI gene mutation analysis in families with hereditary corneal dystrophies from Ukraine Ophthalmologica 2004 218, N 6:411–414.
[8] Pampukha V. M., Kravchenko S. A., Tereshchenko F. A., Livshits L. A., Drozhyna G. I. Novel L558P mutation of the TGFBI gene found in Ukrainian families with atypical corneal dystrophy Ophthalmologica 2009 223, N 3:207–214.
[9] Pampukha V. N., Kravchenko S. A., Tereshchenko F., Drozhzhina G. I., Livshits L. A. TGFBI gene mutations in the Ukrainian patients with inherited corneal stromal dystrophies Genetika 2008 44, N 10:1392–1396.
[10] Kravchenko S. A., Livshits L. A. Nature and origin of germline mutations in human tandem repeated loci Biopolym. Cell 2007 23, N 3:188–201.
[11] Livshits L. A., Malyarchuk S. G., Kravchenko S. A., Matsuka G. H., Lukyanova E. M., Antipkin Y. G. et al. Children of Chernobyl cleanup workers do not show elevated rates of mutations in minisatellite alleles Radiat. Res 2001 155, N 1 Pt 1:74–80.
[12] Hryshchenko N. V., Livshits L. A. Analysis of 17p11.2 chromosome region rearrangements in CMT1 patients from Ukraine Cytol. Genet 2009 43, N 1:28–32.
[13] Livshits L. A., Bychkova A. M., Nechyporenko M. V., Ekshyyan O. Yu., Gryschenko N. V., Malyarchuk S. G. et al. Association between genotype and clinical manifestation of the most spread monogenic hereditary disorders Biopolym. Cell 2004 20, N 1–2:107–114.
[14] Bychkova A. M., Maliarchuk S. G., Livshits L. A. A clinical and molecular genetic analysis of the fragile X syndrome Cytol. Genet 1999 33, N 4:58–70.
[15] Maliarchuk S. G., Bychkova A. M., Lee S., Verteletskii V., Livshits L. A. A case of spontaneous deletion in the FMR1 gene in a patient with the Martin-Bell syndrome Tsitol. Genet. 1997 31, N 1:54–58.
[16] Pampukha V. M., Rozumenko V. D., Cherchenko A. P., Livshits L. A. Analysis of C282Y and H63D mutations of the hereditary haemochromatosis gene HFE among the Ukrainian population and patients with brain glial tumor Biopolym. Cell 2003 19, N 6:536–540.
[17] Livshits L. A., Livshits G. B., Hryshchenko N. V., Podlesnaja S. S., Ekshyyan O. Yu. Molecular genetic analysis of spinal muscular atrophy in patients from Ukraine Int. Neurol. J 2009 26, N 4:20–22.
[18] Kucherenko A. M., Pampukha V. M., Drozhzhyna G. I., Livshits L. A. IL1?, IL6 and IL8 gene polymorphisms involvement in recurrent corneal erosion in patients with hereditary stromal corneal dystrophies Cytol. Genet 2013 47, N 3:42–45.
[19] Livshyts G., Podlesnaja S., Kravchenko S., Sudoma I., Livshits L. A distribution of two SNPs in exon 10 of the FSHR gene among the women with a diminished ovarian reserve in Ukraine J. Assist. Reprod. Genet 2009 26, N 1:29–34.
[20] Livshyts' H. B., Kravchenko S. A., Tatars'kii P. F., Sudoma I. A., Livshits' L. A. Molecular-genetics analysis of natural and stimulated ovulation impairment Cytol. Genet 2008 42, N 4 P. 272–277.
[21] Livshyts G., Podlesnaja S., Kravchenko S., Livshits L. Association of PvuII polymorphism in ESR1 gene with impaired ovarian reserve in patients from Ukraine Reprod. Biol 2013 13, N 1:96–99.
[22] Fesai O. A., Kravchenko S. A., Tyrkus M. Ya., Makuh G. V., Zinchenko V. M., Strelko G. V. et al. Androgen receptor CAG gene polymorphism in men with azoospermia and oligozoospermia in Ukraine Cytol. Genet 2009 43, N 6:401–405.
[23] Tatarskyy P. F., Kucherenko A. M., Kravchenko S. A., Shulzhenko D. V., Kuznetsova S. M., Livshits L. A. Ischemic stroke in Ukrainian population: possible involvement of the F2 G20210A, F5 G1691A, and MTHFR C677T gene variants Biopolym. Cell 2010 26, N 4:299–305.
[24] Tupitsyna T. V., Bondarenko E. A., Kravchenko S. A., Tatarskiy P. F., Shetova I. M., Shamalov N. A. et al. Comparative analysis of associations of polymorphic genes F2, F5, GP1BA and ACE with the risk of stroke development in Russian and Ukrainian populations Mol. Gen. Microbiol. Virol 2013 28, N 1 P. 8–14.
[25] Gerra G., Garofano L., Zaimovic A., Moi G., Branchi B., Bussandri M. et al. Association of the serotonin transporter promoter polymorphism with smoking behavior among adolescents Am. J. Med. Genet. B Neuropsychiatr. Genet 2005 135B, N 1:73–78.
[26] Gotta V., Buclin T., Csajka C., Widmer N. Systematic review of population pharmacokinetic analyses of imatinib and relationships with treatment outcomes Ther. Drug. Monit 2013 35, N 2:150–167.
[27] Rocca B., Dragani A., Pagliaccia F. Identifying determinants of variability to tailor aspirin therapy Expert. Rev. Cardiovasc. Ther 2013 11, N 3:365–379.
[28] Pampukha V. M., Kravchenko S. A., Moroz L. V., Livshits L. A. IFN-l-3 (IL28B) genotyping by restriction fragment length polymorphism method: detection polymorphism of rs12979860 Biopolym. Cell 2011 27, N 3:231–234.
[29] Moroz L. V., Dudnyk V. M., Turskiy O. F., Livshits L. A., Pampuha V. M. Polymorphism of hemochromatosis gene in patients with chronic hepatitis C Contemporary Gastroenterology 2009 46, N 2:26–28.
[30] Osinusi A., Naggie S., Poonia S., Trippler M., Hu Z., Funk E. et al. ITPA gene polymorphisms significantly affect hemoglobin decline and treatment outcomes in patients coinfected with HIV and HCV J. Med. Virol 2012 84, N 7 P. 1106–1114.
[31] Limborska S. A., Balanovsky O. P., Balanovskaya E. V., Slominsky P. A., Schadrina M. I., Livshits L. A. et al. Analisis of CCR5D 32 geographic distribution and its correlation with some climatic and geograpic factors Hum. Hered 2002 53, N 1:49–54.
[32] Livshits L. A., Pampukha V. N., Kravchenko S. A. Distribution of the 32 base pair deletion of the CCR5 chemokine receptor gene in different regions of Ukraine Cytol. Genet 2000 34, N 5 P. 14–18.
[33] Almal S. H., Padh H. Implications of gene copy-number variation in health and diseases J. Hum. Genet 2012 57, N 1 P. 6–13.
[34] Lee K. W., Woon P. S., Teo Y. Y., Sim K. Genome wide association studies (GWAS) and copy number variation (CNV) studies of the major psychoses: what have we learnt? Neurosci. Biobehav. Rev 2012 36, N 1:556–571.
[35] Hochstenbach R., Buizer-Voskamp J. E., Vorstman J. A., Ophoff R. A. Genome arrays for the detection of copy number variations in idiopathic mental retardation, idiopathic generalized epilepsy and neuropsychiatric disorders: lessons for diagnostic workflow and research Cytogenet. Genome Res 2011 135, N 3–4 P. 174–202.
[36] Soloviov O. O., Livshits G. B., Podlesnaya S. S., Livshits L. A. Implementation of the quantitative Real-Time PCR for the molecular-genetic diagnostics of spinal muscular atrophy Biopolym. Cell 2010 26, N 1:51–55.
[37] Hryshchenko N. V., B'ichkova A. M., Livshits A. B., Kravchenko S. A., Pampukha V. M., Solov'ev A. A. et al. Clinical genealogical and molecular genetic study of patients with mental retardation Cytol. Genet. 2012 46, N 1:47–53.