Проблемы и перспективы молекулярной генетики. Том 1 - Свердлов Е.Д.
ISBN 5-02-002753-7
Скачать (прямая ссылка):
После анализа родословных выявляют маркеры, наиболее тесно связанные с геном болезни, и по их локализации определяют ориентировочно локализацию искомого гена. На втором этапе - собственно клонирования - используют библиотеки геномной ДНК, откуда выделяют клоны, содержащие маркеры, наиболее близко расположенные к гену болезни и, последовательно, все более сужая область локализации, удается выйти на искомый ген. Далее исследуется структура гена, выявляются в нем мутации, и определяется все разнообразие мутаций, встречающихся у больных при изучаемом заболевании.
Наш коллектив активно участвовал в этих исследованиях как в области картирования и тонкой хромосомной локализации генов [(торзионная дистония (Ozelius at al, 1997), прогрессирующая мышечная дистрофия (Illarioshkin et al., 1996)], так и в определении мутаций и их спектров, характерных для популяций нашей страны (хорея Гентингтона (Иванова-Смо-ленская и др., 1998) болезнь Вильсона-Коновалова (Карабанов и др., 2001), миодистрофия Эрба-Ротта (Pogoda et al., 2001), спиномозжечковая атаксия (Иллариошкин и др., 1997), торзионная дистония (Klein et al., 1998; Illarioshkin et al., 1998; Slominsky et al., 1999, Markova et al., 1999; Маркова и др., 2000), миотоническая дистрофия (Сломинский и др., 2000; Хидиятова и др., 2000).
Из этого довольно значительного списка мы рассмотрим в качестве примера торзионную дистонию и миотоническую дистрофию, которые определяются принципиально различными типами мутаций и могут дать представление о принципах и подходах, применяемых в данной области. Эти исследования были проведены в тесном взаимодействии с сотрудниками Отдела нейрогенетики Института неврологии РАМН (зав. Отделом - профессор, И.А. Иванова-Смоленская).
311
МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ТОРЗИОННОЙ ДИСТОНИИ
Торзионная дистония (ТД) - это группа нейродегенеративных заболеваний, которые характеризуются рядом клинических проявлений и в том числе - своеобразными вращательными судорогами, что нашло отражение в названии заболевания (torsion - вращение). Частота встречаемости торзион-ной дистонии составляет 1 : 160 ООО (Zeman, 1976). Заболевание наследуется по аутосомно-доминантному типу со сниженной пенетрантностью (около 30%) (Zilber et al., 1984; Rich et al., 1990). Первые симптомы болезни обычно появляются в возрасте от 5 до 20 лет. Заболевание начинается с вовлечения какой-либо группы мышц рук, ног, шеи или туловища. Чаще всего на первом этапе болезни больные жалуются на затруднения при ходьбе. Сначала эти симптомы непостоянны, но при прогрессировании заболевания вовлекаются новые группы мышц. Тяжесть течения заболевания коррелирует с возрастом начала: у больных с более поздним началом (после 25-30 лет) встречаются преимущественно локальные формы ТД (т.е. с вовлечением небольшого числа мышц). У пациентов с ранним началом болезнь быстро прогрессирует, с развитием тяжелых генерализованных форм, с захватом множественных групп мышц. В начале 70-х годов Е.Д. Марковой было предложено разделять ТД на две формы - ригидную и гиперкинетическую (Маркова, 1975). При ригидной форме наблюдаются постоянное повышение мышечного тонуса и формирование так называемых патологических поз, на поздней стадии болезни наблюдается развитие сильного ограничения подвижности в суставах. Тем не менее при этой форме отмечается более мягкое прогрессирование болезни. Вторая, гиперкинетическая, форма характеризуется появлением генерализованных спастических состояний (спазм отдельных мышц или групп мышц), которые резко усиливаются при ходьбе и в конце концов приводят больного к инвалидности. Биохимические исследования показали, что развитие ригидных форм связано со снижением активности дофаминэр-гической и серотонинэргической систем с одновременной активацией холин-эргической системы, в то время как при гиперкинетических формах наблюдаются обратные изменения (Бархатова, 1988; Jeon, 1997). Было также обнаружено, что обе формы заболевания различаются по реакции на лечение препаратами, содержащими дофамин. Ригидная форма к такому лечению чувствительна, тогда как гиперкинетическая - нет. На основании этих данных в 1988 г. Nygaard предложил новое название для ригидной дистонии -дофа-зависимая дистония (dopa-responsive dystonia = DRD) (Nygaard et al., 1988, 1995).
Ген, определяющий развитие дофа-зависимой дистонии (ДЗД), был картирован на 14 хромосоме в области 14qll-q24.3 (Ichinoe et al., 1994, 1995). Этот ген кодирует белок ГТФ-циклогидролазу I (ГЦГ-1). ГЦГ-1 - это фермент, регулирующий превращение ГТФ в дигидронеоптерин-трифосфат, который является субстратом для образования тетрагидробиоптерина (ВН4) -кофактора тирозин-, фенилаланин- и триптофангидроксилаз, регулирующих синтез катехоламинов и серотонина. ГЦГ-1 является скорость-лимити-рующим ферментом в процессе биосинтеза ВН4 из ГТФ (рис. 112) (Kang, 1998; Thony, Blau, 1997). Ген состоит из 6 экзонов и в результате альтернативного сплайсинга дает начало четырем различным видам мРНК, отлича-
312
ГТФ
ГТФ-циклогидролаза
дигидронеоптерин-трифосфат
