|
al.,1986 ¦
липомукополисахаридоз¦ ¦ ¦Klein et
al.,1986 ¦
256550; 6p21.3; ¦Нейраминида- ¦ ¦Sasagasako et
al.,1993 ¦
NEU.; ¦за-1 ¦ ¦
¦
---------------------+--------------+-----------------------+---------------
---------+
Фукозидоз, ¦30-60 случаев ¦Нонсенс - 5:Q351X-мажор¦Fowler et
al.,1986 ¦
¦Фукозидаза аль¦ная (20%), E375X, Q77X,¦Kretz et
al.,1992 ¦
230000; 1p34; ¦фа-L-1,ткане- ¦W382X, Y211X;делеции -4¦Roychoudhuri
et al.,1988¦
FUCA1.10; 23 кб, 8экз¦вая 461¦(экз2-1,1н-3);сплайс.-1¦Seo et
al.,1993 ¦
---------------------+--------------+-----------------------+---------------
----------
1) - через ";" указаны различные наименования болезней либо
аллельные варианты
2) - после наименования гена через "." указано количество
идентифицированных мутантных аллелей к июлю 1994г.
3) - размеры генов указаны в килобазах (кб), иногда вместо
размеров гена указаны размеры кДНК или мРНК
4) - размеры белка указаны в правом нижнем углу
5) - при количестве мутаций, меньшем 5, все они указываются
после знака ":", при большем количестве перечисляются
только типы мутаций
96) - частоты заимствованы из сводной таблицы Scriver et al., 189.
Сокращения - взр.- взрослые; дел.- делеция; дупл.- дуплика-
ция; инс. - инсерция; н.- нуклеотиды; сплайс. -
замена нуклеотидов в донорном или акцепторном
сайтах сплайсинга или мутации в интронных об-
ластях, создающие новый сайт сплайсинга; экз.-
экзон
Из таблицы 10.1 следует, что для 29 из 31 лизосомных
болезней определена хромосомная локализация гена, причем в
26 случаях - абсолютно однозначно. 23 лизосомных гена клони-
рованы. Для 20 лизосомных заболеваний описаны различные му-
тантные аллели, что подтверждает правильность идентификация
соответствующих генов (см.Главу III). Для 12 заболеваний на-
йены мажорные мутации в различных популяциях. Для 8 заболе-
ваний общее количество идентифицированных мутаций пока не
превысило шести и, возможно, мажорные мутации для них еще
будут идентифицированы.
Спектр мутаций в разных лизосомных генах очень разнооб-
разен. Так, при болезни Фабри наряду с явным преобладанием
миссенс мутаций обнаружено 14 внутригенных перестроек разме-
рами от 0.4 до 8 кб, многие из которых имеют точки разрыва в
экзоне 2 - области локализации большого числа Alu-повторов.
Сам ген GLA содержит 12 различных Alu-элементов, составляю-
щих около 30% его длины. В местах разрывов часто обнаружива-
ются короткие прямые и обращенные 2-6 нуклеотидные повторы.
Одним из возможных механизмов возникновения структурных пе-
рестроек в данном гене может быть незаконная Alu-Alu реком-
бинация или, что более вероятно, рекомбинация между коротки-
ми повторами. Участие Alu-элементов предполагается также при
возникновении 16-кб делеции промоторной области и первых 5-и
экзонов гена HEXB - мажорной мутации при болезни Зандхоффа.
Нарушение процесса рекомбинации является, по-видимому, при-
чиной возникновения очень большого числа крупных и мелких
делеций в IDS-гене при синдроме Хантера. Высокая концентра-
ция CpG динуклеотидов рассматривается как возможный эндоген-
ный механизм возникновения мажорной среди евреев-ашкенази
мутации P330FS в гене SPDM1 при болезни Ниманна-Пика типа B,
так как эта делеция возникает в районе, где из 10 остатков 9
составляют цистеины.
Делеции целых экзонов или инсерции интронных областей
возникают сравнительно часто в результате точковых мутаций в
донорных или акцепторных сайтах сплайсинга. Примерами являют-
ся мажорная в Японии сплайсинговая мутация, сопровождающаяся
делецией 7-го экзона гена- PPGB, приводящая к галактосиалидо-
зу и сплайсинговая мутация IVS2+1, обусловливающая вырезание
экзона 2 гена GBA при болезни Гоше. Появление в результате
точковой мутации в интронной области нового сайта сплайсинга
также может сопровождаться структурными перестройками. Тако-
ва, в частности, природа 33-нуклеотидной инсерции в гене PSAP
при метахроматической лейкодистрофии, обусловленной дефицитом
SAP1; 24-кб инсерции в гене HEXB при болезни Зандхоффа и
5-нуклеотидной инсерции в гене IDUA при синдроме Шейе. Важно
отметить, что подобные мутации совместимы с образованием не-
большого числа функционально активных мРНК, следствием чего
является относительно более мягкое течение соответствующих
форм заболеваний.
В некоторых случаях возникновению мутаций может
способствовать наличие псевдогена. Молекулярный анализ псев-
догена, тесно сцепленного с геном GBA, показал, что, по
крайней мере, 4 мутации, обнаруженные у пациентов с болезнью
Гоше, присутствуют в норме в псевдогене. Это 2 мажорные му-
тации - L444P и IVS2+1 и еще 2 миссенс мутации в 10-м экзоне
(A456P и V460V). Подобное сходство несомненно указывает на
фундаментальную роль псевдогена в образовании мутаций в
GBA-гене. В то же время само по себе присутствие псевдогена
не является мутагенным фактором, особенно если сам ген и его
псевдоген локализованы в разных хромосомах, как, например, в
случае генов GM2A и FUCA1, псевдогены которых находятся в
хромосоме 3 и в области 2q31-q32, соответственно.
Для двух лизосомных болезней - фукозидоза и синдрома
Гурлера, мажорными являются нонсенс мутации. Более того, при
фукосидозе все известные к настоящему времени мутации приво-
дят к полному отсутствию продукта FUCA1-гена. Так, наряду с
мажорной мутацией Q351X, представленной в 20% хромосом у
больных фукосидозом, описаны еще 4 нонсенс мутации и 4 деле-
ции со сдвигом рамки считывания. При синдроме Гурлера две
мажорные нонсенс мутации - W402X и Q70X, составляют около
50% всех известных мутантных аллелей гена IDUA. Кроме того,
при этом заболевании зарегистрированы еще 4 минорные по
частоте нонсенс мутации и 1 делеция со сдвигом рамки считы-
вания. 3 миссенс мутации и интронная мутация, создающая до-
полнителный сайт сплайсинга в гене IDUA, не приводят к пол-
ному блоку синтеза идуронидазы и реализуются в виде синдрома
Шейе. Уместно заметить, что оба заболевания - синдром Гурле-
ра и синдром Шейе, являются классическим примером фенотипи-
ческого разнообразия, обусловленного существованием аллель-
ных серий (см.Главу IV). Такой спектр крайне тяжелых мутаций
нельзя объяснить только повышенной частотой их возникнове-
ния. Более вероятным представляется предположение о том, что
кодируемые FUCA1- и IDUA-генами белки обнаруживают опреде-
ленную устойчивость к небольшим повреждениям и сохраняют
функциональную активность при определенных аминокислотных
заменах, то есть миссенс аллели в этих генах проявляют себя
как нейтральные мутации и не приводят к развитию заболева-
ний.
Хорошо известно, что распространение мутаций в популя-
циях определяется не только, и не столько повышенной часто-
той их возникновения, но многими другими популяционно-гене-
тическими факторами и, в первую очередь, связано с эффектом
основателя (см.Главу V). Типичным следствием эффекта основа-
теля, как известно, является наличие различных мажорных по
частоте мутаций одного и того же гена у пациентов разных
изолятов и этнических групп. Подобная картина наблюдается, в
частности, при ганглиозидозе GMI. Так, в Японии мажорными
при этом заболевании являются миссенс мутации I51T и R201C,
тогда как в Европе преобладают мутации R482H и W273L. Эффек-
том основателя можно объяснить высокую частоту аспартилглю-
козаминурии в Финляндии, так как в 98% случаев у пациентов
финского происхождения заболевание обусловлено присутствием
одной и той же миссенс мутации C163S, резко уменьшающей ак-
тивность аспартилглюкозаминидазы. Интересно отметить, что
эта мутация у больных находится в сильном неравновесном
сцеплении с другой миссенс мутацией в AGA-гене - R161Q, яв-
ляющейся, в свою очередь, редкой формой полиморфизма. Невоз-
можно, однако, исключить возможность комбинированного влия-
ния этих двух мутаций на фенотип.
Яркие примеры этнических различий по частоте и спектру
мажорных мутаций выявляются при анализе таких лизосомных бо-
лезней накопления как болезнь Тея-Сакса, Ниманна-Пика и бо-
лезнь Гоше. Прежде всего, эти заболевания особенно распрост-
ранены среди евреев-ашкенази, среди которых они встречаются
в десятки раз чаще, чем в других популяциях европейского или
азиатского происхождения. Наличие специфических мажорных му-
таций для всех трех заболеваний у 70 - 95% всех пациентов
еврейского происхождения скорее всего нельзя обьяснить толь-
ко эффектом основателя. Генетический дрейф, селективное пре-
имущество гетерозигот, характер миграции, социальные и рели-
гиозные особенности, обусловливающие ассортативность образо-
вания супружеских пар - вот те факторы, которые, по всей ви-
димости, лежат в основе этих различий. В этой связи инте-
ресно отметить, что среди пациентов других национальностей
мажорные мутации гомологичных генов, как правило, иные, чем
у евреев-ашкенази. Так, болезнь Ниманна-Пика типа B часто
встречается среди жителей стран, расположенных в западной
части Северной Африки. Однако, в 80% случаев заболевание
связано с делецией R608 в SMPD1-гене, которая не является
мажорной среди евреев-ашкенази.
На примере лизосомных болезней могут быть хорошо
прослежены корреляции между типами мутаций и клиническими
особенностями заболеваний. Выше уже упоминалось об аллельных
вариантах гена IDUA, приводящих либо к синдрому Гурлера, ли-
бо к синдрому Шейе. Разные миссенс мутации в гене NAGA при-
водят к болезни Шиндлера или к болезни Канзаки (Табл.
10.1.). Важное значение для анализа молекулярных основ пато-
генеза заболеваний имеют специфические мутации с поздней фе-
нотипической манифестацией (так называемые взрослые формы).
Такие мутации обнаружены в соответствующих генах при болез-
нях Тея-Сакса и галактосиалидозе. Очень интересен случай
различного фенотипического проявления на разном расовом ге-
нетческом фоне одной и той же мутации - мажорной 16-кб деле-
ции, обнаруживаемой у 27% пациентов с детской формой болезни
Зандхоффа (McInnes et al.,1992; Sidransky et al.,1994). В
частности, в одной франко-канадской семье эта мутация в ком-
паунде с миссенс мутацией P417L, описанной впервые в Японии
у пациента с подростковой формой заболевания, провлялась как
взрослая форма с очень мягким течением заболевания.
В ряде случаев удалось проанализировать молекулярную
природу совместного влияния двух аллелей одного гена на фе-
нотип. К примеру, при некоторых форм метахроматической лей-
кодистрофии трудность молекулярной диагностики заболевания
связана с существованем, так называемого, псевдодефицитного
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57
|
