WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаРізне → Центромерна нестабільність та поліморфізм хромосом в нормі і при патології людини (автореферат) - Реферат

Центромерна нестабільність та поліморфізм хромосом в нормі і при патології людини (автореферат) - Реферат

Академія медичних наук України

Інститут гігієни та медичної екології імені О.М. Марзеєва

Акопян Гаяне Рубенівна

УДК: 576.312.35/381:616-056.7-053.2

Центромерна нестабільність та поліморфізм хромосомв нормі і при патології людини

03.00.15 – генетика

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора медичних наук

Київ – 2006

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті спадкової патології АМН України (м.Львів)

Науковий консультант: доктор медичних наук, професор

Гнатейко Олег Зіновійович,

Інститут спадкової патології АМН України, директор

Офіційні опоненти: доктор медичних наук, професор

Пілінська Марія Андріївна,

Інститут експериментальної радіології

Наукового Центру радіаційної медицини АМН України, завідувач лабораторії цитогенетики відділу медичної генетики

доктор медичних наук, професор

Гордієнко Ірина Юріївна,

Інститут педіатрії, акушерства та гінекології АМН України, завідувач відділення медицини плода

доктор медичних наук, професор Бажора Юрій Іванович,

Одеський державний медичний університет,

завідувач кафедри клінічної імунології,

генетики та медичної біології

Провідна установа: Київська медична академія післядипломної освіти імені П.Л. Шупика, кафедра медичної генетики

Захист дисертації відбудеться 17 травня 2006 р. об 11.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.604.02 Інституту гігієни та медичної екології ім. О.М. Марзеєва АМН України за адресою: 02660, м. Київ-94, вул. Попудренка, 50

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Інституту гігієни та медичної екології ім. О.М. Марзеєва АМН України за адресою: 02660, м. Київ-94, вул. Попудренка, 50

Автореферат розісланий 14 квітня 2006 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Омельченко Е.М.

Актуальність теми. Збереження стабільності геному є обов'язковою умовою повноцінного розвитку організму, а його дестабілізація асоціюється з формуванням патологічного фенотипу, високим ризиком апоптичної загибелі клітин або їх вступом на шлях онкогенної трансформації (J.H.J. Hoeijmakers, 2001). Локальна дезорганізація хроматину в центромерних і перицентромерних ділянках хромосом загрожує дисфункцією центромерного білкового комплексу і асоціюється з високим ризиком аномального перебігу мітозу. Ознаки центромерної хромосомної нестабільності (ламкість, міжхромосомні перебудови, передчасне розділення центромер) знаходять у пацієнтів із спадковою патологією та в пухлинних клітинах і розглядають як вірогідний ефект генотоксичних впливів (J. Major et al., 1999; L.H. Yih et al., 2003; J.B. Mailhes et al., 2003; K. Prabhakara, R. Ramadevi, 2004; K. Mehes et al., 2004).

Індукцію центромерної нестабільності пов'язують із структурно-функціональними особливостями конститутивного або С-гетерохроматину, який формує центромерні і прицентромерні ділянки хромосом. Саме завдяки специфічній структурній організації С-гетерохроматину та його здатності до епігеномних модифікацій забезпечується локальне формування комплексу центромерних білків, задіяних у процесах мітотичного поділу (N. Dillon, R. Festenstein, 2002; P. Bernard, R. Allshire, 2002; M.G. Mattei, J. Luciani, 2003). Вміст макросателітних ДНК у складі С-гетерохроматину відзначається суттєвою міжхромосомною та міжособовою варіабельністю і проявляється явищем С-поліморфізму хромосом 1, 9, 13—16, 21, 22 та Y (K.W. Jones, G. Corneo, 1971; A.P. Craig-Holmes, M.W. Shaw, 1971). В численних дослідженнях зроблено спроби пов'язати явище С-поліморфізму з формуванням патологічного фенотипу у людини, проте й надалі відсутні обґрунтовані рекомендації щодо його врахування в практиці медико-генетичного консультування. Відсутня концепція, яка могла б пояснити причини частого виявлення носіїв екстремальних С-поліморфних варіантів серед пацієнтів медико-генетичних консультацій та обґрунтувати зв'язок даного явища з аномальним розділенням хромосом і формуванням анеуплоїдних клітин, що складає важливу медико-соціальну проблему.

Найбільш вірогідним механізмом втрати хромосом та формування гіподиплоїдної анеуплодії вважається передчасне розділення центромер сестринських хроматид (ПРЦ) (P.H. Fitzgerald, 1975). Вагомі докази порушення плоїдності мітотичних клітин внаслідок центромерної дисфункції отримано в роботах останніх років, присвячених дослідженню цитологічних ефектів інактивації центромерних білків (V.L. Johnson et al., 2004; L. Michel et al., 2004; T.S. Kitajima et al., 2005; B.E. McGuinness et al., 2005). В переважній більшості згаданих робіт цитогенетичний аналіз не проводився, а його застосування для дослідження секурин-дефіцитних клітин дозволило виявити достовірну індукцію ПРЦ та анеуплоїдії в популяції мітотичних клітин (Z. Wang et al., 2001).

Поряд із значним поступом у розшифровці молекулярних основ аномального перебігу мітозу, цитогенетичні ознаки центромерної дисфункції вивчені недостатньо і не враховуються в практиці медико-генетичних досліджень. Виконані роботи характеризуються суперечливістю у визначенні феноменології ПРЦ, різнорідністю за методами його реєстрації, обмеженістю обсягу досліджених випадків. Відсутня інформація про рівень спонтанної індукції ПРЦ в різних тканинах та на різних етапах нормального онтогенезу людини, що не дозволяє об'єктивно охарактеризувати його параметри при патологічних станах. Немає концепції, яка б обґрунтувала закономірності виникнення ПРЦ та його функціональну роль в реалізації життєвого циклу клітини з урахуванням результатів сучасних досліджень центромерних білків та конститутивного гетерохроматину. Все вище викладене створило потребу проведення цілеспрямованого дослідження центромерної хромосомної нестабільності, яке б дозволило визначити закономірності індукції ПРЦ в нормі і при патології людини, охарактеризувати зв'язок даного явища з маніфестацією інших ознак хромосомної нестабільності і фенотипом конститутивного гетерохроматину та обгрунтувати доцільність його врахування в практиці медико-генетичних досліджень.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась в межах наукових комплексних тем Інституту спадкової патології АМН України: "Дослідження ендогенного впливу гормонів щитовидної залози, особливостей імунного та хромосомного статусу на виникнення анеуплоїдій в потомстві людини" (№ держреєстрації 0195U023204); "Проспективне визначення інформативних маркерів в геномі сімей з анеуплоїдним потомством для оптимізації підходів до пренатальної діагностики" (№ держреєстрації 0198U002189), "Проспективне спостереження за частотою та спектром поширеної спадкової патології серед дітей Західного регіону України в умовах масового та селективного скринінгу" (№ держреєстрації 0199U001345), "Дослідження інформативних генетичних маркерів людини в системі преконцепційної профілактики спадкової патології та соматичного мутагенезу" (№ держреєстрації 0101U001297, "Геногеографічні дослідження поширеної моногенної патології (фенілкетонурія, муковісцидоз, спільна м'язова атрофія, м'язова дистрофія Дюшена) у Західному регіоні України" (№ держреєстрації 0102U001773, "Дослідження ролі генетичних чинників в реалізації схильності до анеуплоїдної патології та захворювань хромосомної ламкості" (№ держреєстрації 0104U010088).

Мета роботи: Дослідити закономірності маніфестації явища центромерної нестабільності в мітотичних клітинах людини та визначити інформативність його використання в практиці медико-генетичних досліджень.

Задачі дослідження:

  1. Розробити алгоритм оцінки та охарактеризувати прояви центромерної нестабільності в короткочасній культурі клітин в умовах нормального пренатального і постнатального розвитку людини.

  2. Дослідити основні характеристики С-поліморфізму хромосом в умовах нормального пренатального і постнатального розвитку людини.

  3. Визначити прояви центромерної нестабільності та С-поліморфізму хромосом при поширених патологічних станах у людини.

  4. Охарактеризувати функціонально-асоціативні зв'язки між маніфестацією центромерної нестабільності та достовірних ознак хромосомної нестабільності в мітотичних клітинах людини.

  5. Обгрунтувати доцільність та розробити конкретні практичні рекомендації щодо врахування ознак центромерної нестабільності в практиці медико-генетичних досліджень.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше сформовано концепцію про передчасне розділення центромер (ПРЦ) сестринських хроматид як закономірний прояв індукованої нестабільності геному проліферуючих клітин. Вперше розроблено алгоритм об'єктивної оцінки ПРЦ та охарактеризовано фенотип і спонтанний рівень даного явища в різних тканинах та на різних етапах нормального онтогенезу людини. В серії порівняльних досліджень в нормі та при різноманітних патологічних станах у людини вперше доведено, що індукція ПРЦ — це закономірна реакція геному у відповідь на екзогенне або ендогенне пошкодження ДНК та вірогідний елемент генетичних програм, пов'язаних з процесами тканинної диференціації, онкогенної трансформації та клітинної загибелі. Вперше встановлено, що індукція часткового ПРЦ маніфестує послідовно з індукцією хромосомних аберацій і є вірогідним наслідком генотоксичного впливу, а його виникнення загрожує клітині втратою хромосом, формуванням анеуплоїдії та підвищеним ризиком онкогенної трансформації. Вперше розроблено та частково обґрунтовано концепцію, що індукція повного ПРЦ в культурі соматичних клітин є свідченням вродженого або набутого дефекту G2 checkpoint і загрожує клітині передчасною загибеллю або ендоредуплікацією за відсутності експресії p53 дикого типу.

Loading...

 
 

Цікаве