Миотоническая дистрофия типа 1 (DM1) и экспансия повторов CTG
Заболевание вызывается экспансией триплетного повтора CTG в 3' нетранслируемой области DMPK гена миотонин протеин киназы - в норме число повторов не превышает 37, тогда как у больных число копий повтора может достигать при врожденных формах миотонической дистрофии нескольких тысяч ( Lavedan C. et al, 1994 ). В некоторых исследованиях показана корреляция между числом CTG повторов и клинической тяжестью заболевания ( Damian MS et al, 1995 , Hamshere et al, 1999 , Melachini P., 1995 , Takahashi S, 1996 ) У всех европейских и азиатских больных миотонической дистрофией типа 1 , исследованных на данный момент, методом анализа гаплотипов была показана полная аллельная ассоциация между аллелями, вызывающими DМ, и полноразмерным аллелем Alu(+) в сайте Alu- делеционного полиморфизма, который расположен в 8 интроне гена DMPK на расстоянии 5 т.п.н. с 3' стороны от (CTG)n повтора ( Harley H.G., 1992 ; Imbert G., 1993 ; Mahadevan M.S., 1993 ).
Проведенный позже анализ гаплотипов, включавший исследование восьми дополнительных полиморфизмов, охватывающих расстояние более 30 т.п.н., показал полное неравновесное сцепление между DM-аллелями и одним из гаплотипов у больных европейского происхождения. Кроме того, обнаружено неполное неравновесное сцепление между DМ-аллелем и несколькими внегенными полиморфизмами, расположенными в пределах 160 т.п.н. от области CTG повтора . На основании этих наблюдений предполагают, что все DM- аллели имеют общее происхождение. Возможно, предковый гаплотип по каким-то причинам повышает нестабильность в области СТG повторов. Проведенные ранее исследование нормальных хромосом европейской и японской популяций обнаружили строгую связь между (СТС)5 и (CTG)>18 аллелями с одной стороны и полноразмерным Alu-аллелем (Alu (+)) с другой, а также почти полную ассоциацию между аллелями (СTG)11-13 и аллелем c делецией размером около 1 т.п.н. в области Alu повтора (Alu (-)) ( Yamagata H., 1992 ; Imbert G., 1993 ; Novilli C.E.; 1994 ). Это позволило предположить, что нормальные аллели большого размера (более 18 CTG повторов) первоначально возникли при экспансии аллеля (CTG)5 на основе Alu (+) гаплотипа, и сейчас они составляют резервуар нестабильных аллелей, которые могут подвергаться повторному увеличению до состояния МД. На основании отсутствия аллелей большого размера у представителей Южной и Центральной Африки Goldman предположил, что данная мутация возникла на Alu (+)-хромосоме после миграции современного человека из Африки ( Goldman A. 1995 ). Tishkoff с сотр. ( Tishkoff S.A., 1998 ) исследовали распределение аллелей CTG повтора в DM-локусе у здоровых индивидуумов из 25 различных популяций человека и у обезьян и провели анализ гаплотипов, включающий типирование нескольких маркеров, лежащих в непосредственной близости к (CTG)n области: Alu-полиморфизм, Hinf l- полиморфизм и Taq I- полиморфизм. Полученные ими результаты подтверждают корреляцию между частотой (CTG)n -аллелей большого размера и частотой МД в различных этнических группах. Частота длинных нормальных аллелей вне Африки коррелирует с частотой МД, при этом обе частоты максимальны в Западной Европе и Японии и минимальны в Юго- Восточной Азии. Аллели (CTG)>18 редки в четырех популяциях Южной и Центральной Африки, но у евреев Эфиопии из Северо-Восточной Африки наблюдается высокая частота этих аллелей (10%). На основании анализа гаплотипов авторы предположили, что аллели среднего размера (СTG)9-13 в возникли на Alu (-)-хромосоме, а аллели (CTG)>18 - вследствие редкого удлинения из аллеля (CTG)5 на Alu (+) хромосоме. Последние исследования показывают, что (CTG)9-13 аллели иногда связаны с Alu (+) хромосомой и, что (CTG)5 и (CTG)>18 аллели иногда наблюдаются на Аlu(-)-хромосоме. Это позволяет предположить, что (CTG)>18 могут возникать из аллелей (CTG)9-13 путем небольших изменений размера повтора, а не путем <большого скачка> из (CTG)5 аллеля, как считали ранее ( Rubinsztein D.S., 1994 ; Goldman A., 1995 ).
Низшие приматы имеют только полноразмерный участок, содержащий Alu, и это позволяет некоторым авторам высказывать гипотезу о том, что для человека предковым является гаплотип (CTG)5 Alu (+), учитывая, что в популяции человека наиболее распространен именно этот гаплотип ( Imbert G., 1993 ; Deka R., 1996 ).
Широкомасштабные популяционные исследования человека показали, что (СTG)11-13 аллели имеют наибольшую частоту в 12 из 24 популяций, а у жителей Южной и Центральной Африки аллели (CTG)9-17 ассоциированы со многими различными гаплотипами. На основании этих данных, в отличие от ранее высказанных предположений, кажется наиболее вероятным, что предковый, (+++) гаплотип (состояние частого аллеля во всех трех исследованных локусах) содержал повтор среднего размера, и (CTG)5 аллель возник совсем недавно на базе аллеля (CTG)9-17 на (+++) хромосоме путем небольших изменений в размере повтора ( Tishkoff S.A., 1998 ). Высокая частота гаплотипа (СТС)5-(+++) во многих популяциях может быть обусловлена более ранним влиянием случайного генетического дрейфа, увеличением мутацонной стабильности аллеля (СТG)5 и/или селективным или механическим давлением со стороны гаплотипа на аллели с менее 5 повторами. Другие семь основных гаплотипов могли возникнуть позднее, вследствие одного или белее мутационного и/или рекомбинационного событий, вероятно, на хромосоме, первоначально содержавшей повторы средней длины. Мутация, рекомбинация и генетический дрейф привели к различию гаплотипов в популяциях Южной и Центральной Африки. При этом дрейф включает значительный эффект основателя, который, возможно, объясняет как высокую частоту гаплотипа (---) (состояние делеции для всех исследованных локусов), так и его строгую ассоциацию с (CTG)n-аллелями среднего размера, особенно в неафриканских популяциях. В большинстве популяций аллели средней длины имеют унимодальное распределение, не зависимо от того, связаны ли они с (+++) или (---) гаплотипом, что соответствует модели мутации, при которой экспансия происходит посредством постепенного увеличения на одну или несколько единиц повторов. Однако, присутствие длинных (СТС)n - аллелей, связанных с (---) гаплотипом в неафриканских популяциях предполагает, что иногда может происходить увеличение числа повторов одним <большим скачком> ( Shriver M.D., 1993 ; Valdes AM., 1993 ; DiRienzo A., 1994 ). В популяциях Южной и Центральной Африки хромосомы (+++) наиболее часто ассоциированы с аллелями (CTG)9-17, тогда как у евреев Эфиопии на хромосоме (+++) встречаются аллели длиной от 5 до 32 (СTG)-повторов. Таким образом, можно предположить, что аллели (CTG)>18 могли возникнуть на основе аллелей (CTG)9-17, а не вследствие резкого увеличения числа повторов в аллеле (CTG)5 ( Rubmsztein D.S., 1994 ; Zerylnick С, 1995 ) Аллели, содержащие более 17 CTG повторов встречаются только у евреев Эфиопии и в неафриканских популяциях. На основании этого было высказано несколько предположений о возникновение СTG повторов большой длины на (+++) хромосоме вследствие накопления небольших изменений размера аллеля из группы (CTG)9-17, благодаря единственному мутационному событию (<большой скачок>), в результате уникального рекомбинантного события. Но каков бы ни был механизм лежащий в основе возникновения новых аллелей большого размера в популяциях Южной и Центральной Африки, наличие аллелей, содержащих 30 СТG повторов у орангутанга показывает, что увеличение числа повторов не является событием, уникальным только для человека ( Tishkoff S.A., 1998 ).
