В работе проведен анализ профилей метилирования гена miR-10b и гена транскрипционного фактора TWIST1, регулирующего экспрессию данной микроРНК, в кровеносных сосудах и лейкоцитах крови пациентов с клинически выраженным атеросклерозом и у относительно здоровых лиц. Обнаружено гипометилирование MIR10B в поражённых атеросклерозом артериях относительно непораженных артерий и вен. Профиль метилирования гена TWIST1 был тканеспецифичен и постоянен вне зависимости от наличия заболевания.

Методом таргетного бисульфитного секвенирования проанализирован уровень метилирования предполагаемого промоторного региона, CpG-островка и «тела» гена MIR21 в сосудах и лейкоцитах крови у пациентов с атеросклерозом сонных артерий, а также в лейкоцитах крови здоровых индивидов. Выявлено гипометилирование CpG-сайтов в гене MIR21 в сосудах по сравнению с лейкоцитами (вне зависимости от наличия заболевания). В атеросклеротической бляшке 4 последовательных CpG-сайта «тела» гена MIR21 оказались значимо гипометилированы относительно предлежащей макроскопически интактной части сонной артерии. Таким образом, установлена тканеспецифичность метилирования CpG-сайтов в гене MIR21 в сосудах, а также его связь с атеросклерозом сонных артерий.

Проведен поиск мутаций в генах KCNQ1, KCNH2 и SCN5A методом массового параллельного секвенирования (МПС) у 10 пациентов из 8 семей с диагнозом «синдром удлиненного интервала QT» (СУИQT). Для пробоподготовки использована методика целевого обогащения участков ДНК, относящихся к исследуемым генам. В результате проведенной работы выявлено 8 мутаций: 5 из них расположены в гене KCNQ1, 2 мутации - в гене KCNH2, 1 мутация - в гене SCN5A. Во всех случаях были найдены уникальные мутации, не повторяющиеся у неродственных пациентов. Результаты проведенной работы указывают на эффективность использования таргетных панелей для поиска генетических аномалий при СУИQT.

В работе представлены результаты секвенирования пяти генов, ассоциированных с гипертрофической кардиомиопатией, с использованием технологии мономолекулярного секвенирования компании Oxford Nanopore Technologies. В результате анализа данных с помощью различных алгоритмов были выявлены миссенс-варианты в исследованных генах, которые могут являться причиной заболевания у пациентов.

Представлен первый случай пренатальной диагностики оро-фацио-дигитального синдрома I типа (OMIM 311200) у плода с частичной моносомией Хр22.2. Причиной оро-фацио-дигитального синдрома I типа являются мутации в гене OFDI, случаи заболевания вследствие хромосомных микроделеций, затрагивающих ген OFDI встречаются редко. При ультразвуковом исследовании плода во втором триместре беременности выявлены врожденный порок развития головного мозга и множественные эхографические маркеры хромосомной и синдромальной патологии. Биологический образец плода (пуповинная кровь) получен в 21 неделю гестации посредством кордоцентеза. Молекулярно-цитогенетический анализ ДНК, выделенной из лимфоцитов пуповинной крови плода, с применением матричной сравнительной геномной гибридизации выявил частичную моносомию региона Хр22.2, размером 2,6 млн п.н.: arr[hg19] Xp22.2(11135472_13798048)×1. Наличие перестройки, а также ее de novo происхождение, подтверждено количественной ПЦР в режиме реального времени.

Для обследования пациентов с кольцевыми хромосомами разработан и апробирован алгоритм молекулярно-цитогенетической диагностики, включающий дополнительно к уже проведенному стандартному кариотипированию микрочиповое исследование (aCGH), ПЦР в реальном времени и флуоресцентную in situ гибридизацию (FISH).

Митотическая нестабильность кольцевых хромосом может приводить к появлению клеточных клонов с различной генетической структурой. В качестве модели нестабильности кольцевых хромосом в митозе мы использовали фибробласты от пациентов с r(8), r(13), r(18) и r(22) и полученные из них индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК). Линии ИПСК с r(22) имели относительно стабильный кариотип на протяжении десятков (до 60) пассажей и сохраняли неизменную структуру кольцевой хромосомы. Кариотип линий ИПСК с r(8) и r(18) на ранних пассажах стабильный, планируется его изучение на поздних пассажах. Наибольшее разнообразие кариотипа выявлено в линиях ИПСК с r(13), в которых наблюдали различные перестройки и выраженную клеточную гетерогенность. Определение факторов, влияющих на митотическую стабильность кольцевых хромосом, может иметь значение для консультирования пациентов.

Сравнительное молекулярное кариотипирование внеклеточной ДНК из внутриполостной жидкости бластоцисты, а также эмбриобласта и трофэктодермы позволило получить свидетельства в пользу наличия механизмов самокоррекции эмбрионального кариотипа на преимплантационном этапе развития человека.

Проведен анализ генной экспрессии в нейронах, дифференцированных из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток пациентов с идиопатическими интеллектуальными нарушениями и реципрокными хромосомными мутациями в регионе 3p26.3, затрагивающими единственный ген CNTN6. Для нейронов с различным типом хромосомных аберраций была показана глобальная дисрегуляция генной экспрессии. В нейронах с вариациями числа копий гена CNTN6 была снижена экспрессия генов, продукты которых вовлечены в процессы развития центральной нервной системы.

Смещение инактивации Х-хромосомы может быть следствием и маркером нарушения клеточной пролиферации при вариациях числа копий ДНК на Х-хромосоме. Х-сцепленные CNV выявляются как у женщин с невынашиванием беременности и смещением инактивации Х-хромосомы (с частотой 33,3%), так и у пациентов с умственной отсталостью и смещением инактивацией у их матерей (с частотой 40%).

Представлен анализ современных тенденций исследований на стыке молекулярной цитогенетики, вспомогательных репродуктивных технологий и клеточного репрограммирования, направленных на моделирование патогенеза хромосомных заболеваний в динамике индивидуального развития.

Актуальным является поиск генетических вариантов связывающих снижение различных сфер мыслительных процессов с возрастом и болезнью Альцгеймера. Цель исследования - поиск взаимосвязи белковых гаплотипов двух полиморфных вариантов гена APOE с вариабельностью восьми доменов когнитивных функций пожилых людей, определяемых по баллам батареи тестов Монреальской шкалы оценки когнитивных функций (МоСА). Две наиболее высоко статистически значимые ассоциации выявлены для генотипа ε3/ε3 в сравнении с носителями аллеля ε4. Это домены памяти (р=0,002) и зрительно конструктивных навыков (р=0,007). Не обнаружено статистически значимых ассоциаций для когнитивных сфер: внимание и концентрация, исполнительные функции, язык, абстрактное мышление, счет и ориентация. Возможно, обнаруженные ассоциации обуславливают общую генетическую природу наследования болезни Альцгеймера, психических расстройств, деменции и интеллекта у пожилых людей.

Проведен анализ ассоциаций 30 однонуклеотидных полиморфизмов генов в группах больных шизофренией и контроле общей численностью 1020 образцов ДНК представителей русской популяции Сибирского региона. Для исследования были отобраны маркеры, показавшие ассоциацию с шизофренией или ее когнитивными эндофенотипами в широкогеномных ассоциативных исследованиях. Мультиплексное генотипирование проводилось на платформе «MassARRAY System 4». В результате проведенного анализа выявлены статистически значимые ассоциации, как для аллелей, так и для генотипов полиморфных вариантов генов TCF4, LSM1, CCDC60. Совокупность полученных данных указывает на то, что гены TCF4 и LSM1, вероятно, играют существенную роль в патогенезе шизофрении в популяциях мира.

Болезнь Гентингтона (БГ) - нейродегенеративное заболевание, причиной которого является экспансия числа CAG-повторов в первом экзоне гена HTT. Превышение порога в 36 повторов приводит к БГ. Диапазон от 27 до 35 CAG-повторов составляют так называемые промежуточные аллели, которые, согласно последним данным, модифицируют клинические проявления нейродегенеративных заболеваний. В данном исследовании выявлено два случая носительства промежуточных аллелей с 27 CAG- повторами у пациентов с болезнью Паркинсона (БП). Анализ клинической картины выявил «нетипичность» клинического проявления БП. Таким образом, промежуточные аллели гена HTT оказывают модифицирующее влияние на течение БП.

Проведен поиск мутаций в генах COL1A1 и COL1A2 с использованием массового параллельного секвенирования у 16 больных из 10 семей с несовершенным остеогенезом I, III и IV типов. Для анализа мутаций в данных генах была разработана панель праймеров для секвенирования полной последовательности генов. В результате проведенной работы выявлено 10 мутаций: шесть из них расположены в гене COL1A1, четыре мутации - в гене COL1A2. Все мутации, кроме одной, были ранее описаны в литературе и встречались у пациентов с различными типами несовершенного остеогенеза. В пяти семьях были выявлены миссенс-мутации, в двух семьях - нонсенс мутации, еще в двух случаях - мутации в сайтах сплайсинга и у одного пациента - мутация со сдвигом рамки считывания. Во всех семьях были найдены уникальные мутации, не повторяющиеся у неродственных пациентов. Выявленная высокая гетерогенность спектра мутаций в генах COL1A1 и COL1A2 при несовершенном остеогенезе указывает на эффективность использования методов, основанных на технологии массового параллельного секвенирования для диагностики данной патологии.