Geterokhromatizatsiya pritelomernogo rayona tret'ey khromosomy, soderzhashchego masshtabnuyu duplikatsiyu, u patsienta s nedifferentsirovannoy umstvennoy otstalost'yu

Abstract

Full Text

Прителомерный район короткого плеча третьей хромосомы содержит 3 гена, кодирующих молекулы адгезии нейрональных клеток: CHL1, CNTN6 и CNTN4. Хромосомные перестройки в данном районе, как де-леции, так и дупликации приводят к разнообразным нарушениям развития нервной системы, в том числе расстройствам аутического спектра, умственной отсталости, синдрому дефицита внимания, нервной анорексии и синдрому Туретта. Ранее были описаны два пациента со схожими клиническими картинами и недифференцированной умственной отсталостью, у которых были выявлены микроделеция или микродупликация в районе 3p26.3, обе перестройки затрагивали единственный ген - CNTN6, кодирующий белок контактин-6 (Kashevarova et al., 2014). Мы использовали технологию получения индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК), чтобы иметь возможность после дифференцировки их in vitro анализировать целевую популяцию клеток, а именно кортикальные нейроны. В результате мы обнаружили, что экспрессия CNTN6 была существенно снижена в нейронах как с одной, так и с тремя полноценными копиями этого гена. Данный факт может объяснять сходство симптомов, наблюдаемых у пациентов с делециями и дупликациями гена CNTN6. Более того, нами было показано, что в нейронах с тремя полноценными копиями гена CNTN6 экспрессия шла хуже именно с дуплицированного аллеля. Согласно нашим данным о трехмерной организации дуплицированного участка, нами были замечены намеки на его гетерохроматизацию. Chip-seq анализ показал в дуплицированном районе избыточное присутствие H3K9me3 (метки не активного хроматина) и заметное снижение H3K27ac и белка CTCF. Более того репрессивные метки распространялись существенно за пределы хромосомной перестройки. Таким образом в клетках пациента с дупликацией, затрагивающей единственный белок-кодирующий ген CNTN6, нами обнаружена гетерохроматизация перестроенного района хромосомы. Важно отметить, что, хотя, хромосомная перестройка имеет размер 0,94 Mb, гетерохроматин распространяется на существенно больший участок, а именно около 7 Mb. Таким образом полученные данные позволяют заключить, что наблюдаемое снижение уровня экспрессии CNTN6 на фоне наличия в геноме трех его полноценных копий, может быть связано с гетерохроматизацией района, включающего дупликацию.