Генетика, 2020, T. 56, № 6, стр. 704-713

FISH-диагностика хромосомной транслокации с использованием технологии синтеза локус-специфичных ДНК-зондов на основе ПЦР длинных фрагментов

Д. И. Жигалина 1*, Н. А. Скрябин 1, О. Ю. Васильева 1, М. Е. Лопаткина 1, С. А. Васильев 1, В. М. Сивоха 1, Е. О. Беляева 1, Р. Р. Савченко 1, Л. П. Назаренко 1, И. Н. Лебедев 1

1 Научно-исследовательский институт медицинской генетики, Томский национальный исследовательский медицинский центр РАН
634050 Томск, Россия

* E-mail: darya.zhigalina@medgenetics.ru

Поступила в редакцию 28.06.2019
После доработки 10.08.2019
Принята к публикации 11.09.2019

Аннотация

Детекция хромосомных транслокаций в субтеломерных участках хромосом представляет собой серьезную диагностическую проблему, поскольку транслокации в этих регионах с участием фрагментов хромосом небольшой протяженности сложно обнаружить при проведении стандартного кариотипирования с помощью методов дифференциального окрашивания. В настоящей работе разработана технология получения ДНК-зонда на уникальные последовательности субтеломерных регионов хромосом на основе ПЦР длинных фрагментов на примере определения родительского происхождения несбалансированной транслокации между хромосомами 5 и 8. По результатам FISH-анализа у пробанда с задержкой физического, моторного, психического и речевого развития и у сибса с задержкой речевого и психического развития была подтверждена выявленная ранее методом хромосомного микроматричного анализа (aCGH) несбалансированная транслокация der(5)t(5;8)(р15.33;q24.22). Размер делетированного участка на хромосоме 5 составил 2.4 млн пн, а протяженность дупликации 8q24.22qter – 11.7 млн пн. С помощью синтезированного локус-специфичного ДНК-зонда в кариотипе матери была обнаружена сбалансированная транслокация 46,XX,t(5;8)(p15.33;q24.22), не выявленная при метафазном анализе G-окрашенных хромосом, при этом у отца сбалансированная транслокация была исключена. Представленный в исследовании метод позволяет на базе молекулярно-цитогенетической лаборатории синтезировать локус-специфичные ДНК-зонды с помощью ПЦР длинных фрагментов для оперативной диагностики криптических хромосомных перестроек.

Ключевые слова: транслокация, локус-специфичный ДНК-зонд, ПЦР длинных фрагментов, матричная сравнительная геномная гибридизация, флуоресцентная гибридизация in situ.

DOI: 10.31857/S0016675820060156

Список литературы

  1. Martin C.L., Ledbetter D.H. Molecular cytogenetic analysis of telomere rearrangements // Curr. Protoc. Hum. Genet. 2015. V. 84. № 1. P. 8–11. https://doi.org/10.1002/0471142905.hg0811s84

  2. Saccone S., De Sario A., Della-Valle G. et al. The highest gene concentrations in the human genome are in telomeric bands of metaphase chromosomes // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 1992. V. 89. № 11. P. 4913–4917. https://doi.org/10.1073/pnas.89.11.4913

  3. De Vries B.B.A., Winter R., Schinzel A. et al. Telomeres: a diagnosis at the end of the chromosomes // J. Med. Genet. 2003. V. 40. № 6. P. 385–398. https://doi.org/10.1136/jmg.40.6.385

  4. Shinawi M., Cheung S.W. The array CGH and its clinical applications // Drug Discovery Today. 2008. V. 13. № 17–18. P. 760–770. https://doi.org/10.1016/j.drudis.2008.06.007

  5. Jia H., Guo Y., Zhao W. et al. Long-range PCR in next-generation sequencing: comparison of six enzymes and evaluation on the MiSeq sequencer // Sci. Rep. 2014. V. 4. P. 5737. https://doi.org/10.1038/srep05737

  6. https://www.omim.org – Онлайн база наследственных болезней “Менделевское наследование у человека” (OMIM).

  7. http://genome.ucsc.edu – геномный браузер UCSC (Univ. California, Santa Cruz).

  8. https://www.ncbi.nlm.nih.gov – Национальный центр биотехнологической информации США (National Center for Biotechnological Information, NCBI).

  9. Bonaglia M.C., Giorda R., Tenconi R. et al. A 2.3 Mb duplication of chromosome 8q24.3 associated with severe mental retardation and epilepsy detected by standard karyotype // Eur. J. Hum. Genet. 2005. V. 13. № 5. P. 586–591. https://doi.org/10.1038/sj.ejhg.5201369

  10. Lejeune J., Lafourcade J., Berger R. et al. Trois cas de deletion partielle du bras court d’un chromosome 5 // CR Acad. Sci. (D). 1963. № 257. P. 3098–3102.

  11. Overhauser J., Huang X., Gersh M. et al. Molecular and phenotypic mapping of the short arm of chromosome 5: sublocalization of the critical region for the cri-du-chat syndrome // Hum. Mol. Genet. 1994. V. 3. № 2. P. 247–252. https://doi.org/10.1093/hmg/3.2.247

  12. Simmons A.D., Goodard S.A., Gallardo T.D. et al. Five novel genes from the cri-du-chat critical region isolated by direct selection // Hum. Mol. Genet. 1995. V. 4. № 2. P. 295–302. https://doi.org/10.1093/hmg/4.2.295

  13. Mainardi P.C., Perfumo C., Cali A. et al. Clinical and molecular characterisation of 80 patients with 5p deletion: genotype–phenotype correlation // J. Med. Genet. 2001. V. 38. № 3. P. 151–158.https://doi.org/10.1136/jmg.38.3.151

  14. South S.T., Swensen J.J., Maxwell T. et al. A new genomic mechanism leading to cri-du-chat syndrome // Am. J. Med. Genet. 2006. V. 140. № 24. P. 2714–2720. https://doi.org/10.1002/ajmg.a.31496

  15. Zhang X., Snijders A., Segraves R. et al. High-resolution mapping of genotype–phenotype relationships in cri du chat syndrome using array comparative genomic hybridization // Am. J. Hum. Genet. 2005. V. 76. № 2. P. 312–326.

  16. Medina M., Marinescu R.C., Overhauser J. et al. Hemizygosity of δ-catenin (CTNND2) is associated with severe mental retardation in cri-du-chat syndrome // Genomics. 2000. V. 63. № 2. P. 157–164. https://doi.org/10.1006/geno.1999.6090

  17. Schinzel A. Catalogue of Unbalanced Chromosome Aberrations in Man. N.Y.: de Gruyter, 2001. 982 p.

  18. Schinzel A. Partial trisomy 8q in half-sisters with distinct dysmorphic patterns not similar to the trisomy 8 mosaicism syndrome // Hum. Genet. 1977. V. 37. № 1. P. 17–26.

  19. Romain D.R., Bloxham R.A., Columbano-Green L.M. et al. Familial distal trisomy 8 (q24.13 → qter) // J. Med. Genet. 1989. V. 26. № 2. P. 133–138.

  20. Phelan M.C., Skinner S.A., Cooley L. et al. Familial translocation (8;9) resulting in trisomy 8q24.1 → qter in three generations // Proc. Greenwood Genet. Centar. 1992. № 11. P. 22–26.

  21. Balci S., Aypar E., Beksaç M.S. et al. A severely mentally and motor retarded girl with monosomy 3pter → p25 and trisomy 8q24→qter due to a familial reciprocal translocation t(3;8)(p25;q24) // Genet. Couns. 2009. V. 20. № 2. P. 125–132.

  22. Kleczkowska A., Fryns J.P., Decock P. Inverted distal duplication of the long arm of chromosome 8: borderline intelligence and discrete dysmorphic syndrome // Genet. Couns. 1991. V. 2. № 2. P. 109–113.

  23. Barnes I.C., Kumar D., Bell R.J. A child with a recombinant of chromosome 8 inherited from her carrier mother // J. Med. Genet. 1985. V. 22. № 1. P. 67–70. https://doi.org/10.1136/jmg.22.1.67

  24. Kausch K., Haaf T., Schmid M. Duplication 8q24.2 → → qter and 15q14 → pter resulting from a 3:1 meiotic segregation of a maternal reciprocal translocation // Am. J. Med. Genet. 1988. V. 31. № 4. P. 981–985. https://doi.org/10.1002/ajmg.1320310433

  25. Lejeune J., Rethore M.O. Trisomies of chromosome No 8 // Nobel Symp. 1973. V. 23. P. 214–216.

  26. Sanchez O., Yunis J.J. Partial trisomy 8 (8q24) and the trisomy 8 syndrome // Humangenetik. 1974. V. 23. № 4. P. 297–303.

  27. Fujimoto A., Wilson M.G., Towner J.W. Familial inversion of chromosome 8. An affected child and a carrier fetus // Humangenetik. 1975. V. 27. № 1. P. 67–73.

Дополнительные материалы отсутствуют.