6661

Основные методы исследований генетики РС, как заболевания с мультигенной предрасположенностью

Научная статья

Биология и генетика

Основные методы исследований генетики РС, как заболевания с мультигенной предрасположенностью. Для идентификации генов, определяющих генетическую предрасположенность к РС как к мультигенному заболеванию, применяют два основных типа анализа - популяц...

Русский

2013-01-06

24.3 KB

2 чел.

Основные методы исследований генетики РС, как заболевания с мультигенной предрасположенностью.

Для идентификации генов, определяющих генетическую предрасположенность к РС как к мультигенному заболеванию, применяют два основных типа анализа - популяционный и семейный. И популяционный, и семейный анализ используют для целенаправленного выяснения роли того или иного гена-кандидата, выбранного исходя из функции его белкового продукта (путь от фенотипа к гену). Семейный анализ позволяет также проводить полное геномное сканирование с использованием панели анонимных генетических маркеров с известной хромосомной локализацией для идентификации областей генома, вовлеченных в развитие заболевания, с последующей идентификацией генов (путь от генома к гену).

При популяционном анализе изучают ассоциацию определенных аллелей гена или генетического маркера с заболеванием, исходя из сравнения их частот в группах больных и здоровых индивидов из одной популяции (метод "случай- контроль"). При обнаружении статистически достоверных различий данный ген (генетический маркер) считается ассоциированным с болезнью. Однако на основании этих данных еще нельзя сделать окончательных выводов о роли гена в развитии заболевания. Дело в том, что ассоциация между болезнью и генетическим маркером может быть вторична из-за сцепления изучаемого маркера с каким-то другим, достаточно близко расположенным локусом, белковый продукт которого непосредственно вовлечен в патогенез заболевания. Кроме того, кажущиеся ассоциации могут возникать вследствие неоднородности популяции, приводящей, например, к неправильному формированию групп сравнения.

Семейный анализ позволяет выявить сцепление между генетическим маркером и заболеванием. В отличие от ассоциации, сцепление прямо доказывает роль гена (маркера) в формировании предрасположенности к заболеванию. Анализ сцепления проводится в семьях с несколькими пораженными сибсами, как правило, с помощью метода, основанного на выявлении у них общих родительских аллелей. Недостатком этого метода является его низкая чувствительность: для того, чтобы сделать вывод о значимости гена в развитии заболевания, требуется анализ сотен пар пораженных сибсов.

Поиск генов, вовлеченных в развитие таких полигенных заболеваний, как РС, в настоящее время проводят при помощи двух основных подходов: полного геномного поиска (позиционное картирование, сканирование) и метода "ген-кандидат" (функциональное картирование) с применением сложных статистических расчетов. Для обоих подходов применяют как семейный, так и популяционный анализ. При полном геномном поиске используют панели анонимных генетических маркеров с известной хромосомной локализацией, более или менее равномерно распределенных по геному. С их помощью локализуют области генома, вовлеченные в развитие данного заболевания, и далее в найденных областях проводят поиск генов, ассоциированных/сцепленных с данным заболеванием. При этом подходе природа заболевания, его патогенез и этиология не имеют значения для выбора области ДНК.

В отличие от полного геномного поиска, при подходе "ген-кандидат" предположение о возможном участии гена в этиопатогенезе заболевания выдвигают, исходя из природы заболевания и функции продукта гена, а далее проверяют это предположение. Такой подход при успешном поиске сразу позволяет выявить связь гена с заболеванием на любом уровне, вплоть до конкретного точечного изменения ДНК. Кроме того, с помощью подхода "ген-кандидат" можно легко анализировать связь генотипа с особенностями течения заболевания.

В рамках этих основных подходов применяют семейный анализ и популяционный анализ методом "случай-контроль". При анализе методом "случай-контроль" проводят сравнение распределения аллелей того или иного генетического полиморфного участка между репрезентативными выборками неродственных больных и неродственных здоровых индивидов. Конкретный генетический маркер считается ассоциированным с болезнью в том случае, если обнаружены статистически достоверные отличия по его содержанию в группах больных и здоровых. Помимо прямой связи между исследованным локусом и наследственной патологией, в основе ассоциации может лежать неравновесие по сцеплению между маркерным локусом и локусом болезни, если эти локусы расположены достаточно близко друг от друга. Кроме того, наблюдаемая ассоциация может оказаться артефактом еще и в случае неоднородности популяции. Поэтому важным требованием при использовании метода "случай-контроль" является использование гомогенных изолированных популяций или семейного материала, когда контрольную группу составляют из тех аллелей здоровых родителей, которые не передаются больным потомкам (метод AFBAC - Affected Family-Based Controls).

Анализ сцепления генетического локуса с заболеванием проводят на семьях больных. Наличие сцепления означает, что доказана прямая роль гена (маркера, области) в предрасположенности к заболеванию. Анализ сцепления проводится в семьях с несколькими пораженными сибсами, как правило, с помощью метода идентичности по наследованию (Identity-By-Descent, или IBD), основанного на выявлении у них общих родительских гаплотипов. При этом оцениваются шансы (вероятности) за и против сцепления в данной семье. Анализ сцепления проводится с использованием параметрического и непараметрического тестов. Количественным показателем сцепления при параметрическом анализе является логарифм соотношения шансов (правдоподобия) за и против сцепления - лод-балл (от английского "Logarithm of Odds Ratio"), а при непараметрическом тесте - NPL-статистика (non-parametric linkage statistics). Недостатком метода является его низкая чувствительность: для того, чтобы сделать вывод о значимости гена в развитии заболевания, требуется анализ сотен пар сибсов.

Более чувствительным при анализе сцепления какого-либо маркера с заболеванием является тест на неравновесие по переносу (Transmission-Disequilibrium Test, TDT), основанный на анализе случаев передачи маркерного гаплотипа от гетерозиготных родителей больным и здоровым детям. Однако этот тест применим в основном для тех генов (маркеров), для которых ранее была показана их ассоциация с заболеванием.

Ассоциированные с РС аллели полиморфных участков могут быть вовлечены в развитие заболевания за счет изменения структуры белка. Особый случай представляет выявление ассоциаций РС с полиморфными участками, расположенными в промоторных и энхансерных областях анализируемого гена, непосредственно участвующих в регуляции транскрипции. Известно, что связывание регуляторных белков с промоторами и энхансерами определяет экспрессию генов и, тем самым, спектр и уровень белкового синтеза. По существу, любой полиморфный участок ДНК, включая и экзоны, и интроны, и промоторные области может оказаться важным для развития заболевания.

В ряде случаев выявляли ассоциацию РС с микросателлитными маркерами, расположенными в некодирующих областях генома поблизости от гена-кандидата или даже непосредственно в гене (в интронах или нетранслируемых участках экзонов). Обладая преимуществом, связанным с их высокой информативностью, микросателлиты являются удачными маркерами заболевания. Однако вывод о вовлечении соседствующего с микросателлитом гена-кандидата в формирование наследственной предрасположенности к РС нуждается в дальнейшем подтверждении, поскольку ассоциация может определяться неравновесным сцеплением маркера с кодирующей областью гена.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

6538. Предмет і задачі біохімії. Ферменти: хімічна природа, структура і фізико-хімічні властивості 45 KB
  Предмет і задачі біохімії. Ферменти: хімічна природа, структура і фізико-хімічні властивості Актуальність теми: Біологічна хімія - фундаментальна біомедична наука, яка вивчає хімічний склад живих організмів, хімічні перетворення, що лежать в...
6539. Генетика популяций, задачи с решением 405.5 KB
  Генетика популяций Решение типовых задач Задача В южноамериканских джунглях живет популяция аборигенов численностью 127 человек (включая детей). Частота группы крови М составляет здесь 64%. Можно ли вычислить частоты группы крови N и MN в этой по...
6540. Генетика: сборник задач с решениями 660 KB
  Закономерности менделевского наследования признаков В данной работе так же представлены задачи по генетике с решением для студентов и всех интересующихся подобными задачами/ Объектом исследования Менделя был горох посевной – Pisum sativum. Выбор объекта был чрезвычайно удачным
6541. Анализирующее (возвратное) скрещивание. Сцепленное с полом наследование 95 KB
  Анализирующее (возвратное) скрещивание. Сцепленное с полом наследование Задачи на анализирующее (возвратное) скрещивание Анализирующим, или возвратным, называется скрещивание гибридной особи с особью гомозиготной по рецессивным аллелям. Задача №1....
6542. Порівняльна характеристика зарубіжних моделей управління організацією та обґрунтування доцільності використання їх елементів в практиці вітчизняного менеджменту 305 KB
  Менеджмент як діяльність зародився у США в останній чверті 19 ст. Мільйони емігрантів з Європи створили величезний ринок робочої сили, на якому працелюбна людина могла досягти значного успіху. Уряд США матеріально підтримував здобуття освіти, ...
6543. Молодь за здоровий спосіб життя 42.5 KB
  Надати учасникам інформацію про здоров'я, фактори, що впливають на формування здоров'я, ознайомити із шкідливим впливом алкоголю, тютюну, наркотиків на молодий організм, спонукати учасників взяти на себе відповідальність за власне здоров'я
6544. Різдвяні зустрічі. Виховний захід 87.5 KB
  Різдвяні зустрічі Свято проводиться під час новорічних та різдвяних свят. Це колективна творча справа, учасниками якої є учні 5-11 класів. Мета: на кращих зразках творів світової літератури, музики та народної творчості вчити учнів читати мовою ориг...
6545. Уроки сексуального воспитания 156.5 KB
  Уроки сексуального воспитания Слоган: Предупрежден, значит вооружен, Суть проекта: Когда я училась в школе, а это было совсем недавно, меня всегда интересовало, почему в старших классах российских школ нет уроков сексуального воспитания. ( Хот...
6546. Техническое обслуживание и ремонт воздушных и кабельных линий 58 KB
  Техническое обслуживание и ремонт воздушных и кабельных линий Обслуживание воздушных линий. Периодические осмотры ВЛ выше 1000 В электромонтеры проводят не реже одного раза в 6 мес, а инженерно-технические работники - не реже одного раза в год....