Проблемы и перспективы молекулярной генетики. Том 1 - Свердлов Е.Д.
ISBN 5-02-002753-7
Скачать (прямая ссылка):
6-пирувоил-тетрагидроптерин-
синтетаза
6-пирувоил-тетрагидроптерин
сепиаптерин-редуктаза
тирозин
тирозин-гидроксилаза
дофа-
декарбоксилаза
дофамин
леводофа
тетрагидробиоптерин (ВН4)
дегидр оптерин-редуктаза
каиноид-
дигидробиоптерин
Рис. 112. Биохимический путь синтеза биоптерина и его связь с синтезом дофамина
ющимся по структуре 3' концевой области. Только один из этих видов мРНК транслируется с образованием функционально активного фермента (ГЦГ-1) размером 250 аминокислот (27 кД). Варианты ГСГ-2, GCH-3 и ГЦГ-4 отличаются от активной формы ГТФГЦГ-структурой С-концевой области (Togari et al.. 1992).
Первыми мутациями, обнаруженными в гене ГЦГ-I, были три точковые мутации, приводящие к замене аминокислот, и одна делеция со сдвигом рамки считывания и обрывом трансляции (Tanaka, 1995). В настоящее время в различных популяциях описано большое число независимых мутаций в гене ГЦГ-I, обусловливающих развитие ДЗД (Ichinoe et al., 1994, 1995; Tanaka, 1995; Bandmann, 1996; Beyer, 1997; Steinberger, 1998). Описанные мутации не кластерированы вокруг активного центра фермента ГЦГ-I, а равномерно распределены по всем шести экзонам. Большинство найденных мутаций являются уникальными, т.е. типичными для каждой конкретной семьи или спорадического случая заболевания, и до сих пор не удалось обнаружить преимущественного расположения мутаций в конкретном экзоне. Предпо-
313
лагается, что ген ГЦГ-1 не является единственным, с которым связано развитие это формы заболевания. Но для обоснования этого требуется проведение более обширных исследований мо-лекулярно-генетических причин возникновения ДЗД.
Данные проведенного нами анализа восьми семей с дофа-за-висимой дистонией из России подтверждает это предположение. Поиск мутаций в гене ГЦГ-1 с использованием SSCP-анализа и при наличии сдвига полосы с последующим секвенированием соответствующего экзона у больного позволил идентифицировать различные мутации в кодирующей области этого гена в 5 семьях; в каждой семье была обнаружена своя мутация (табл. 1). Только одна из этих мутаций - нонсенс-мутация в экзоне 6 - была описана ранее в одной из семей с дофа-зависимой торзионной дистонией из Англии. Все остальные мутации выявлены впервые, что подтверждает очень высокую генетическую гетерогенность этой формы торзионной дистонии.
Обнаруженные нами изменения кодирующей последовательности расположены в высококонсервативной области гена ГЦГ-1 и их патогенетическое значение подтверждается косегрегацией в обследованных семьях мутации в гене ГЦГ-1 и фенотипа ДЗД. Найденные мутации, так же как и в других случаях, не кластерированы вокруг или внутри активного центра фермента, кодируемого экзонами 2 и 3 гена ГЦГ-1, что вызывает дополнительные вопросы о механизме влияния подобных изменений на уровень активности ГЦГ-1 и соответственно на развитие фенотипа ДЗД.
Интересно отметить, что выявление новых мутаций в исследуемых семьях позволило расширить спектр известных клинических проявлений. Выяснилось, что в пределах одной семьи носители мутации могут резко различаться по фенотипу заболевания и он может варьировать от классического фенотипа ДЗД до изолированного тремора рук или атипичной стопы. Это позволяет пересмотреть имеющиеся представления об уровне пенетрантно-сти мутаций в гене ГЦГ-1. Если принимать во внимание только классическую форму заболевания, то пенетрантность действительно не превышает 30%. Но с учетом атипичных вариантов при достоверно установленных мутациях в гене ГЦГ-1 пенетрантность заболевания оказывается выше 80%. Аналогичные дачные были недавно получены при анализе семей с ДЗД из Германии, где с учетом стертых форм (form fruste) заболевания пенетрантность ДЗД также оценена в 80-100%.
Что касается другой формы торзионной дистонии - гиперкинетиче-ской — то наиболее тяжелый вариант этого заболевания связан с геном DYTI. Еще в 1997 г. американские авторы (Ozelius et al., 1997) локализовали ген DYT1 на длинном плече хромосомы 9 в области q32-q34. Дальнейшие исследования, в том числе проведенные совместно с нами, позволили осуществить тонкое картирование, а затем клонирование и секвенирование гена DYT1. В результате было показано, что этот ген кодирует белок, названный
Таблица 1. Идентифицированные мутации гена ГЦГ-1 в семьях больных дофа-зависи-мой дистонией из России
Экзон Нуклеотидные замены Аминокислотные замены в белке ГЦГ-1
1 ATG -> AAG Metl02Lys
2 TGT -> TGG Cysl4ITrp
3 ACG —» AAG Tre94Lys
6 CGA —»TGA Arg216Stop
4 AGT —»АСТ Serl76Thr
314
торзином А. Этот белок относится к семейству АТФ-связывающих белков и родствен белку С1р нематоды, играющему роль в процессах пострансля-ционной модификации и протеолиза ядерных белков.
Данная форма дистонии встречается во многих популяциях, но особенно часто - у евреев-ашкеназов. Проведенный ранее (Ozelius et al., 1997) анализ полиморфных маркеров, расположенных вблизи гена DYTI, показал, что в этой популяции явно выражен эффект родоначальника. Согласно проведенным расчетам, мутация в данной популяции появилась 20-30 поколений назад в Восточной Европе, предположительно в Литве или Белоруссии. Затем роль эффекта родоначальника мутации DYT1 у евреев-ашкеназов была усилена за счет эффекта “горлышка бутылки” (резкого снижения численности популяции), что привело при дальнейшем росте популяции к резкому увеличению частоты встречаемости данного гена. Последующий анализ структуры гена торзина А у евреев-ашкеназов подтвердил роль эффекта основателя в распространении этой формы заболеваьия - у всех проанализированных больных в этой этнической группе обнаружена одна и та же мутация, делеция тринуклеотида GAG в последовательности GAGGAG. которая возникла в результате ошибки репликации.
