Обнаруженный в 1991 г. новый тип так называемых динамических мутаций и связанные с ними наследственные заболевания частично рассматривались нами . Однако их уникальность, необычный механизм экспрессии, особенности наследования, быстрый рост нозологии, обусловленных подобными нарушениями в последовательности ДНК, и, как оказалось, достаточно широкая распространенность делают целесообразным их более подробный анализ.
Как упоминалось, этот тип мутаций пока найден только у человека и не зарегистрирован ни у одного вида млекопитающих или других хорошо изученных организмов (дрозофила, нематоды и пр.). Суть мутации заключается в нарастании числа триплетных повторов, расположенных в регуляторнои или в кодирующей, а значит, и в транслируемой части генов. Впервые такой тип мутации был обнаружен при молекулярном анализе синдрома фрагильной (ломкой) Х-хромосомы, наследственная передача которой не подчинялась обычным менделевским законам [Hirst et al., 1991; Rousseau et al., 1991 ]. В дальнейшем аналогичные динамические мутации были описаны и при 7 других наследственных заболеваниях, контролируемых генами, расположенными на разных хромосомах [La Spada et al., 1991; Shelbourne et al., 1992; Huntington's Dis. Collab.Res.Group, 1993; Chung et al., 1993; Orr et al., 1993; Kawaguchi et al., 1994; Knight R.A. et al., 1994; Koide et al., 1994; Nagafuchi et al., 1994; Wieringa, 1994]. Вместе с тем все нижеперечисленные нозологии имеют ряд общих признаков, позволяющих объединить их в одну самостоятельную группу. Прежде всего для триплетных повторов, экспансия которых блокирует функцию гена, характерен выраженный популяционный полиморфизм, причем число аллелей может варьировать от единиц до нескольких десятков. Другой их особенностью является доминантный тип наследования, характерный как для X-сцепленных генов, так и для генов, находящихся на аутосомах. Особенностью практически всех болезней «экспансии» является также эффект антиципации (ожидания), смысл которого заключается в нарастании тяжести симптомов заболевания в последующих поколениях, что, как оказалось, является результатом дальнейшего увеличения («экспансии») числа триплетов после того, как их количество превысило нормальное. Характерными для этих нозологии являются и особенности их передачи потомству: для некоторых заболеваний типична передача по материнской (FraX, миотоническая дистрофия), а для других - преимущественно по отцовской линии (хорея Гентингтона). Практически для всех «динамических» мутаций характерно поражение головного мозга и особенно подкорковых структур, причем тяжесть заболевания и его начало четко коррелируют с числом повторов. Молекулярный анализ этих генов позволяет предполагать определенное сходство механизма экспансии триплетов, которая, по всей вероятности, происходит в митозе, затрагивает чаще аллели с начально большим числом повторов, при этом нередко сигналом экспансии является утрата негомологичного триплета, в норме разделяющего цепочку монотонных повторов. Вместе с тем патогенетические механизмы проявления мутаций экспансии принципиально различны. В случае различных вариантов FRAX мутаций наблюдается блок экспрессии соответствующих генов вследствие стабильного метилирования области CpG-островка в промоторной части генов. При миотонической дистрофии нарушение экспрессии, по-видимому, связано с ошибками взаимодействия транскрибируемой нити ДНК с нуклеосомами. В случае остальных сугубо нейродегенеративных заболеваний (хорея Гентингтона, спинально-бульбарная мышечная атрофия и др.) экспрессия гена не нарушена, однако образующийся белковый продукт с необычно длинной поли-глутаминовой цепочкой каким-то образом нарушает процессы нормального метаболизма нервных клеток подкорковых отделов мозга.
Таким образом, причиной повреждающего действия одних «динамических» мутаций является блок генной экспрессии, т. е. потеря функции (loss-of-fiinction mutation), тогда как другие мутации того же типа, связанные с нейродегенеративными заболеваниями, ведут к появлению белковых продуктов с аномальными функциями (мутации типа gain-of-function). Интересно отметить, что помимо динамических мутаций для каждого названного гена обнаружены единичные точковые мутации, число которых крайне невелико. Для каждой болезни «экспансии» разработан свой вариант диагностики, основанный на ПЦР. Амплификация области триплетньгх повторов и дальнейший электрофоретический анализ синтезированных продуктов позволяет определить число повторов, т. е. провести генотипирование аллелей. Вместе с тем при числе повторов более двухсот амплификация с помощью ПЦР обычно не достигается. В этих случаях размеры участка повторов определяют методом блот-гибридизации с соответствующими ДНК-зондами. Например, используют зонды StB12.3, Oxl.9 или ОхО.55 в случае синдрома FRAXA; зонд cDNA25 - в случае миотонической дистрофии.
Подробней с этой интересной группой заболеваний можно ознакомиться в ряде обзоров [Баранов B.C. и др., 1994; Иллариошкин С.Н. и др., 1995; Willems P.J., 1994].
