докладом по итогам исследования

Генетика муковисцидоза:
генетические термины и
обозначения
Насыхова Ю.А.
Лаборатория пренатальной диагностики наследственных и врожденных
заболеваний человека
НИИ Акушерства и гинекологии им. Д.О. Отта
Муковисцидоз 


самое частое моногенное заболевание, обусловленное
мутациями гена CFTR (трансмембранного регулятора
белка муковисцидоза )
в основе патогенеза лежит системное поражение
экзокринных желез, жизненно важных органов и
систем, имеющее тяжелое течение и прогноз
Частота – 1:2-2,5 тыс. новорожденных в среднем в
странах Европы и Северной Америки.
Частота в РФ – 1: 7 тыс. новорожденных
Муковисцидоз –наследственное заболевание с
аутосомно-рецессивным типом наследования
У супружеской пары,
носителей мутаций гена CFTR,
вероятность рождения
ребенка
здорового – 25%
больного - 25%
носителя заболевания – 50%
Ген CFTR (cystic fibrosis transmembrane conductance
regulator)

Мутации гена CFTR
приводят к развитию
муковисцидоза

Локализован на
длинном плече
хромосомы 7 (7q31.2)

Состоит из 250 тыс п.о.

Включает 27 экзонов
Cхема гена CFTR
Экзоны- кодирующие последовательности.
Интроны- некодирующие последовательности
Белок CFTR, строение и функции
Ген CFTR кодирует белок ионного канала
 Белок состоит из 1480 аминокислот

Linsdell P., 2013
Классификация мутаций гена CFTR по
первичному повреждающему эффекту
Норма
I класс
II класс
III класс
IV класс
V класс
I класс: заблокирован синтез белка
II класс: нарушено созревание белка
III класс: нарушение регуляции белка
IV класс: снижение проводимости канала
V класс: уменьшение синтеза нормального
белка
Номенклатура мутаций
Для обозначения мутации в кодирующей области
Традиционная
По положению в кодирующей
последовательности
По положению в
молекуле белка
delF508
c.1520_1522delTCT
p.Phe508del
W1282X
c.3846G>A
p.Trp1282X
E92K
c.274G>A
p.Glu92Lys
Например:
c.3846G>A
c. – coding sequence
p. – protein sequence
замена гуанина на аденин в 3846-ом положении
нуклеотидной последовательности
Номенклатура мутаций
При обозначении мутаций в интронных (некодирующих областях)
указывается положение относительно первого или последнего
нуклеотида в ближайшем к мутации экзоне
+ вверх по ходу транскрипции гена
- вниз по ходу транскрипции гена
Например:
c.489+1G>T
Однонуклеотидная замена гуанина на тимин в интроне 4 в
положении +1.
Мутации в гене CFTR
Миссенс-мутации
 Нонсенс – мутации
 Мутации сайта сплайсинга
 Мутации со сдвигом рамки считывания
 Мутации без сдвига рамки считывания
 Протяженные делеции/инсерции гена
 Полиморфизм

1. Миссенс–мутации
Однонуклеотидные мутации, приводящие к замене
аминокислоты в белке
Изменение одного нуклеотида
Миссенс-мутации
Традиционное
название
По положению в
кодирующей
последовательности
По положению в
молекуле белка
Экзон
R334W
c.1000C>T
p.Arg334Trp
8
R352Q
c.1055G>A
p.Arg352Gln
8
G480C
c.1438G>T
p.Gly480Cys
11

Как правило, миссенс-мутации имеют «мягкое»
проявление и относятся к 4 классу мутаций
Нонсенс-мутации
Однонуклеотидные замены, приводящие к
возникновению преждевременного терминирующего
кодона
Изменение одного нуклеотида
2. Нонсенс-мутации
Традиционное
название
По положению в
кодирующей
последовательности
По положению в
молекуле белка
Экзон
W1282X
c.3846G>A
p.Trp1282X
23
E92X
c.274G>T
p.Glu92X
4
R75X
c.223C>T
p.Arg75X
3
Нонсенс - мутации приводят к остановке синтезаполипептидной цепи и образованию неполноценного белка
 Как правило, эти мутации относятся к 1 классу первичного
повреждающего эффекта и являются «тяжелыми»

3. Сплайсинговые мутации
Сплайсинг – процесс вырезания интронов из молекул
про-РНК
Общая схема сплайсинга
3. Сплайсинговые мутации
Традиционное
название
По положению в
кодирующей
последовательности
По положению
в молекуле
белка
Экзон/Интр
он
3849+10kb C/T
c.3717+12191C>T
-
22 интрон
3850- 1G- >A
c.3718-1G>A
-
22 интрон
Нарушают вырезание интронов из первичного транскрипта мРНК во
вроме сплайсинга
 Сплайсинговые мутации снижают количество нормальных
траскриптов в клетке
 Сплайсинговые мутации как правило имеют «мягкое» проявление и
относятся к 5 классу мутаций

4. Мутации со сдвигом рамки считывания и мутации
без сдвига рамки считывания
Делеция – потеря определенного участка нуклеотидной
последовательности
Инсерция – вставка некоторого участка нуклеотидной
последовательности
Нормальная ДНК
Нормальный белок
*
**
GAA-TGA-CTG-TCT-GGA
Лей-Тре-Асп-Арг-Про
Делеция ТCT**
Делеция Т*
Мутантная
ДНК
Мутантный
белок
GAA-GAC-TGT-CTG-GA
Лей- Лей- Тре- Асп-
Делеция со сдвигом рамки считывания
Мутантная
ДНК
Мутантный
белок
GAA-TGA-CTG-GGA
Лей-Тре-Асп-Про
Делеция без сдвига рамки считывания
Мутации со сдвигом рамки
считывания
Мутации без сдвига рамки
считывания
c.174_175insA (p.Arg59LysfsX10)
p.Phe508del (c.1521_1523delCTT)
c.247_248insT (p.Tyr84LeufsX27)
p.Ile507del (c.1519_1521delATC)
c.3691delT (p.Ser1231ProfsX4)
L138ins (c.412_413insACT)
p.Leu1261del (c.3780_3782delACT)
«Тяжелые» мутации приводят к
образованию белка с измененной
аминокислотной
последовательностью.
Преимущественно, 1 класс
мутаций.
Влияние мутаций определяется ее
положением , а также
вовлеченностью потерянного участка
аминокислотной последовательности
в созревание полноценного белка
или активный центр белковой
молекулы
5. Протяженные делеции/инсерции
Делеции/инсерции, которые захватывают несколько
экзонов
 В большинстве случаев это тяжелые мутации
 Обычное секвенирование экзонов не выявляет
протяженные перестройки гена
 Для установления используют метод MLPA (Multiplex
Ligation-dependent Probe Amplification)

Например:
CFTRdel2,3(21kb) – делеция 2 и 3 экзонов
c.(?_-1270)_(*1553_?)(del - CFTRdele1- 24) - делеция всего
гена CFTR
6.Полиморфизм гена CFTR
Под полиморфизмом (или полиморфными вариантами)
понимают генетические изменения, которые не оказывают
существенного влияния на функции гена.
273+165delA
Интрон 4
869 +11C/T
Интрон 7
Met470Val
Экзон 11
1766-136 T/C
Интрон 13
7.Синонимичные мутации (synonimous mutations,
«silent» mutations)
Однонуклеотидные замены, которые не приводят к замене
аминокислоты, структура белка остается неизменной
CTC-CTC-CTC-CTC-CTC
Leu – Leu – Leu – Leu – Leu
Например:
c. 4521G/A ( p. Gln1463Gln)
CTC-CTC-CTC-CTT-CTC
Leu – Leu – Leu – Leu - Leu
Однако,
В последнее время появились данные о влиянии синонимичных мутаций
на сплайсинг и на стабильность мРНК
Заключение:
1. В гене CFTR на сегодняшний день обнаружено 1970
мутаций(http://www.genet.sickkids.on.ca/cftr/Statistics)
2. Влияние мутации на клиническую картину MB во
многом определяется типом генетического
нарушения в основе данной мутации и ее
расположением
3. Разнообразие клинических проявлений МВ
является следствием взаимодействия многих
факторов: мутаций гена CFTR, полиморфизма гена
CFTR, роли других генов и влияния окружающей
среды.
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ