RU2688180C1 - Method of detecting mutations of gjb2 gene causing autosomal-recessive deafness 1a type - Google Patents
Method of detecting mutations of gjb2 gene causing autosomal-recessive deafness 1a type Download PDFInfo
- Publication number
- RU2688180C1 RU2688180C1 RU2017141576A RU2017141576A RU2688180C1 RU 2688180 C1 RU2688180 C1 RU 2688180C1 RU 2017141576 A RU2017141576 A RU 2017141576A RU 2017141576 A RU2017141576 A RU 2017141576A RU 2688180 C1 RU2688180 C1 RU 2688180C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gjb2
- 35delg
- mutations
- mutation
- yakutia
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
- C12Q1/6806—Preparing nucleic acids for analysis, e.g. for polymerase chain reaction [PCR] assay
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
- C12Q1/6813—Hybridisation assays
- C12Q1/6827—Hybridisation assays for detection of mutation or polymorphism
- C12Q1/683—Hybridisation assays for detection of mutation or polymorphism involving restriction enzymes, e.g. restriction fragment length polymorphism [RFLP]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
- C12Q1/6844—Nucleic acid amplification reactions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
- C12Q1/6844—Nucleic acid amplification reactions
- C12Q1/6858—Allele-specific amplification
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
- C12Q1/6844—Nucleic acid amplification reactions
- C12Q1/686—Polymerase chain reaction [PCR]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
- C12Q1/6876—Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes
- C12Q1/6883—Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for diseases caused by alterations of genetic material
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/5005—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells
- G01N33/5091—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells for testing the pathological state of an organism
Abstract
Description
Изобретение относится к медицине, а именно медицинской генетике и оториноларингологии, в частности, выявлению наиболее распространенных в Якутии мутаций гена GJB2, обуславливающих аутосомно-рецессивную глухоту 1А типа (АРГ 1А).The invention relates to medicine, namely medical genetics and otolaryngology, in particular, the identification of the most common GJB2 mutations in Yakutia, causing autosomal recessive deafness 1A type (ARG 1A).
Известны решения по выявлению мутаций в гене GJB2, обуславливающих наследственные нарушения слуха, например, способ выявления мутаций в гене GJB2, сопровождающихся развитием несиндромальной аутосомно-рецессивной глухоты (см. RU №2317547, кл. G01N 33/50, С12Q 1/68, опубл. 20.02.2008), позволяющий одновременно выявить три GJB2-мутации c.35delG (p.Gly12ValfsX2), с.167delT (p.Leu56ArgfsX26) и с.235delС (p.Leu79Cysfs), путем проведения мультиплексной полимеразной реакции. В данном случае, мутационная изменчивость может быть легко обнаружена по изменению длины фрагментов в один нуклеотид после электрофоретического разделения амплифицирующих участков ДНК с возможным содержанием данных делеций, без обработки продуктов полимеразной цепной реакции (ПЦР) эндонуклеазами рестрикции, что весьма упрощает методику детекции. Тем не менее, из представленных трех мутаций, варианты с.167delT и с.235delС не являются характерными в якутской популяции, поскольку ранее проведенный анализ спектра и частоты мутаций гена GJB2 у пациентов с врожденными нарушениями слуха из Якутии (n=393 из них n=363 неродственных) показал, что в спектре 8 выявленных патогенных вариантов (мутаций) данного гена, наиболее распространены три мутации (аллельная частота >1%): c.-23+1G>A (42.28%), с.35delG (5.92%) и c.109G>A (1.92%), на долю которых приходится 98% всех патогенных аллелей (51,10%) от числа исследованных хромосом неродственных пациентов. В исследованной выборке пациентов мутация с.167delT, которая является мажорной среди глухих евреев ашкенази, была выявлена только у одного русского пациента в гетерозиготном состоянии (0,13%, 1/726), а характерная для стран Центральной и Восточной Азии мутация с.235delС, ни среди пациентов, ни среди контрольной группы не была обнаружена (см. Анализ спектра и частоты GJB2-мутаций у пациентов с врожденными нарушениями слуха в Республике Саха (Якутия) / В.Г. Пшенникова, Н.А. Барашков, Ф.М. Терютин и др. // Мед. генетика. - 2015. - Т. 14. - №6 (156). - С. 10-2327; Spectrum and Frequency of the GJB2 Gene Pathogenic Variants in a Large Cohort of Patients with Hearing Impairment Living in a Subarctic Region of Russia (the Sakha Republic) / N.A. Barashkov, V.G. Pshennikova, O.L. Posukh et al // PLoS One. - 2016. - Vol. 11(5):e0156300. doi: 10.1371/journal.pone.0156300).Known solutions for identifying mutations in the GJB2 gene, causing hereditary hearing impairments, for example, a method for detecting mutations in the GJB2 gene, accompanied by the development of nonsyndromic autosomal recessive deafness (see RU No. 2317547, cl.
Известен способ детекции 17 мутаций генов GJB2 и GJB6 при наследственной несиндромальной глухоте (см. RU №2448163, кл. G01N 33/50, С12Q 1/68, опубл. 20.04.2012), при котором в диагностическую панель наследственной несиндромальной глухоты включает спектр из 17 аллельных вариантов гена GJB2 (из них c.71G>A, c.79G>A и c.341A>G не имеют клинического значения), где ПЦР-амплификацию участков генов GJB2 и GJB6 проводят в 8 реакционных смесях из 10 пар последовательностей олигонуклеотидов, что технически трудоемко и экономически затратно для его применения при рутинной ДНК-диагностике АРГ 1А в Якутии.There is a method for detecting 17 mutations of the GJB2 and GJB6 genes in hereditary nonsyndromic deafness (see RU No. 2448163, class G01N 33/50,
Способ одновременной диагностики наследственных заболеваний (см. RU №2627115, кл. G01N 33/50, С12Q 1/68, опубл. 03.08.2017) позволяет одновременно диагностировать пять наследственных заболеваний на основе использования биочипа с иммобилизованными на его поверхности олигонуклеотидными мишенями для детекции точковых мутаций локализованных в пяти генах, среди которых включена детекция мутации c.-23+1G>A в гене GJB2, ответственной за АРГ 1А. Способ осуществляется с учетом этнической принадлежности больных, поскольку состав мутаций для данного биочипа, оптимизирован и строго специфичен только для популяции якутов. Отметим, что при распределении пациентов с врожденными нарушениями слуха из Якутии по этнической принадлежности, наиболее частой GJB2-мутацией у пациентов якутов (n=296) была с.-23+1G>A (51,8%), второй - c.109G>А (2,3%), и третьей - c.35delG (1,6%). У русских пациентов (n=51) были выявлены также три частые GJB2-мутации: с.35delG (22,3%), с.-23+1G>A (5,3%) и c.313_326 del14 (2,1%). Однако, широкое внедрение в практику технологии биочипов сдерживается из-за дороговизны всего комплекса автоматизированного оборудования (и специальных роботов), необходимых для их производства и нанесения биологических макромолекул на платформу.The method of simultaneous diagnostics of hereditary diseases (see RU No. 2627115, Cl. G01N 33/50, С12Q 1/68, publ. 03.08.2017) allows you to simultaneously diagnose five hereditary diseases based on the use of biochip with oligonucleotide targets on its surface for the detection of point mutations localized in five genes, among which the detection of c.-23 + 1G> A mutation in the GJB2 gene responsible for ARG 1A is included. The method is carried out taking into account the ethnicity of patients, since the composition of mutations for this biochip is optimized and strictly specific only for the Yakut population. Note that in the distribution of patients with congenital hearing impairments from Yakutia by ethnicity, the most frequent GJB2 mutation in Yakut patients (n = 296) was s.-23 + 1G> A (51.8%), the second is c.109G > A (2.3%), and the third - c.35delG (1.6%). In Russian patients (n = 51), three frequent GJB2 mutations were also detected: p.35delG (22.3%), pp-23 + 1G> A (5.3%), and p.313_326 del14 (2.1 %). However, the widespread introduction of biochip technology into practice is hampered by the high cost of the entire complex of automated equipment (and special robots) necessary for their production and application of biological macromolecules to the platform.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, является создание способа выявления наиболее распространенных в Якутии мутаций гена GJB2, обуславливающих аутосомно-рецессивную глухоту 1А типа.The problem to which the claimed invention is directed is to create a method for identifying the most common mutations of the GJB2 gene in Yakutia, causing autosomal recessive deafness of type 1A.
Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи, выражается в быстром и точном выявлении GJB2-мутаций, ответственных за 98% всех патогенных вариантов, обуславливающих аутосомно-рецессивную глухоту 1А типа в Якутии.The technical result obtained by solving the problem, expressed in the rapid and accurate identification of GJB2 mutations responsible for 98% of all pathogenic variants causing autosomal recessive deafness 1A type in Yakutia.
Для решения поставленной задачи, способ выявления наиболее распространенных в Якутии мутаций гена GJB2 c.-23+1G>A, с.35delG и c.109G>A, обуславливающих аутосомно-рецессивную глухоту 1А типа, отличается тем, что для проведения амплификации значимых GJB2-районов, содержащих данные мутации, используются следующие праймеры: c.-23+1G>A (F) - 5'-CCGGGAAGCTCTGAGGAC-3', (R) - 5'-GCAACCGCTCTGGGTCTC-3'; c.35delG (F) - 5'-ACTCAGGTGAACAAGCTACT-3', (R) - 5'-TCTTTCCAATGCTGGTGGAGTGTTTGTTCCCA-3' и c.109G>A (F) - 5'-TCTTTTCCAGAGCAAACCGCCCAGAG-3', (R) - 5'-TGCTCATCTCCCCACACCTCCTTTGCAGCGTCAA-3', с последующим проведением анализа полиморфизма длин рестрикционных фрагментов с использованием эндонуклеаз AsuHPI, Bsc4I, HindII.To solve this problem, a method for identifying the most common GJB2 mutations in Yakutia is c.-23 + 1G> A, p.35delG and c.109G> A, causing autosomal recessive deafness of type 1A, in order to carry out the amplification of significant GJB2 - regions containing these mutations, the following primers are used: c.-23 + 1G> A (F) - 5'-CCGGGAAGCTCTGAGGAC-3 ', (R) - 5'-GCAACCGCTCTGGGTCTC-3'; c.35delG (F) - 5'-ACTCAGGTGAACAAGCTACT-3 ', (R) - 5'-TCTTTCCAATGCTGGTGGAGTGTTTGTTCCCA-3' and c.109G> A (F) - 5'-TCTTTTTAGAGAGCAAACCGAGAGAGAGAG-3, 3-star, 3-star -TGCTCATCTCCCCACACCTCCTTTGCAGCGTCAA-3 ', followed by analysis of restriction fragment length polymorphism using endonucleases AsuHPI, Bsc4I, HindII.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».Comparative analysis of the signs of the claimed solution with the signs of analogues indicates the compliance of the stated decision to the criterion of "novelty."
Совокупность признаков изобретения обеспечивает решение заявленной технической задачи, а именно, получение молекулярно-генетического способа выявления мутаций гена GJB2, обуславливающих аутосомно-рецессивную глухоту 1А типа, наиболее распространенных в Якутии.The combination of features of the invention provides a solution to the claimed technical problem, namely, obtaining a molecular-genetic method for detecting mutations of the GJB2 gene, causing autosomal recessive deafness 1A type, the most common in Yakutia.
Преимуществом предлагаемого способа перед существующими аналогами является то, что он позволяет рутинным способом быстро и точно выявить GJB2-мутации ответственных за 98% всех патогенных вариантов, обуславливающих аутосомно-рецессивную глухоту 1А типа в Якутии, который разработан на основе полученных результатов многолетних молекулярно-генетических исследований врожденных нарушений слуха в Якутии.The advantage of the proposed method over existing analogues is that it allows the routine method to quickly and accurately identify GJB2 mutations responsible for 98% of all pathogenic variants causing autosomal recessive type 1A deafness in Yakutia, which is based on the results of years of molecular genetic studies congenital hearing impairment in Yakutia.
Заявляемое техническое решение иллюстрируется чертежами, где на фигуре 1 показана область перекрывания последовательности олигонуклеотидных праймеров для детекции мутации c.-23+1G>A (IVS1+1G>A) локализованной на сайте сплайсинга интронной области, прилежащей к экзону 1 гена GJB2. Рамками отмечены прямой и обратный олигодезоксинуклеотидные праймеры; на фигуре 2 - область перекрывания оригинальной последовательности олигонуклеотидных праймеров для детекции мутации c.35delG (p.Gly12ValfsX2) в экзоне 2 гена GJB2. Рамками отмечены прямой и обратный олигодезоксинуклеотидные праймеры. Внизу показана модификация обратного праймера, где пунктирной рамкой выделен нуклеотид тимин в 38 положении, заменяемый на гуанин для создания искусственного полиндромного участка сайта рестрикции эндонуклеазами Bsc4I; на фигуре 3 - область перекрывания оригинальной последовательности олигонуклеотидных праймеров для детекции c.109G>A (p.Val37Ile) в экзоне 2 гена GJB2. Рамками отмечены прямой и обратный олигодезоксинуклеотидные праймеры. Внизу показана модификация обратного праймера, где пунктирной рамкой выделены два нуклеотида тимин в 113 положении и последующий гуанин, заменяемые на аденин и цитозин, соответственно, для создания искусственного полиндромного участка сайта рестрикции эндонуклеазами HindII; на фигуре 4 - детекция мутации c.-23+1G>A (IVS1+1G>A) в интронной области прилежащей к экзону 1 гена GJB2. При этом, А - электрофореграмма ПЦР-ПДРФ анализа для детекции мутации c.-23+1G>A (4% агарозный гель). Дорожки: 1 и 8 - маркер молекулярного веса pUC19 DNA/MspI; 2 и 3 - контроль биаллельной (гомозиготной) c.-23+1G>A; 4 - пробанд; 5 - мать; 6 - отец; 7 - контроль без c.-23+1G>A. Б - родословная семьи пробанда с выявленными генотипами по мутации c.-23+1G>A. При наличии биаллельной c.-23+1G>A сайт рестрикции отсутствует - 363 пн; при наличии моноаллельной c.-23+1G>A присутствует наличие двух бэндов - 363 пн и 293 пн; при отсутствии c.-23+1G>A визуализируется один бэнд - 293 пн; на фигуре 5 - детекция мутации c.35delG (p.Gly12ValfsX2) гена GJB2. При этом, А - электрофореграмма ПЦР-ПДРФ анализа для детекции мутации c.35delG (10% полиакриламидный гель). Дорожки: 1 и 8 - контроль без мутации c.35delG; 2 - мать; 3 - пробанд; 4 - контроль по биаллельной (гомозиготной) мутации c.35delG; 5 - сибс; 6 - отец; 7 - контроль по моноаллельной (гетерозиготной) мутации c.35delG. Б - родословная семьи пробанда с выявленными генотипами по мутации c.35delG. При наличии биаллельной c.35delG сайт рестрикции отсутствует - 337 пн; при наличии моноаллельной c.35delG присутствует наличие двух бэндов - 337 пн и 305 пн; при отсутствии делеции c.35delG визуализируется один бэнд - 305 пн; на фигуре 6 - детекция мутации c.109G>A (p.Val37Ile) гена GJB2 (экзон 2). При этом, А - электрофореграмма ПЦР-ПДРФ анализа для детекции мутации c.109G>A (4% агарозный гель). Дорожки: 1 - маркер молекулярного веса pUC19 DNA/MspI, 2 - контроль биаллельной (гомозиготной) мутации c.109G>A, 3 - пробанд, 4 - мать, 5 - отец, 6 - сибс, 7 - контроль без c.109G>A. Б - родословная семьи пробанда с выявленными генотипами по мутации c.109G>A. При наличии биаллельной c.109G>A сайт рестрикции отсутствует - 175 пн; при наличии моноаллельной c.109G>A присутствует наличие двух бэндов - 175 пн и 142 пн; при отсутствии c.109G>A визуализируется один бэнд - 142 пн.The claimed technical solution is illustrated by drawings, where figure 1 shows the region of overlapping sequence of oligonucleotide primers for detecting the c.-23 + 1G> A mutation (IVS1 + 1G> A) located at the splicing site of the intron region adjacent to
Алгоритм заявленного способа состоит из трех этапов последовательного поиска мутаций в гене GJB2 - c.-23+1G>A (Мутация сплайсинга мРНК), c.35delG (p.Gly12ValfsX2) и с.109G>A (p.Val37Ile):The algorithm of the claimed method consists of three stages of sequential search for mutations in the GJB2 gene - c.-23 + 1G> A (mutation of mRNA splicing), c.35delG (p.Gly12ValfsX2) and p.109G> A (p.Val37Ile):
1 этап - поиск мутации c.-23+1G>A в интронной области прилежащей к экзону 1. В результате поиска, при обнаружении данной мутации в биаллельном состоянии (c.[-23+1G>A];[-23+1G>A]), ДНК-диагностика АРГ 1А будет положительной. При выявлении мутации в моноаллельном состоянии (c.[-23+1G>A];[Wt]) или в ее отсутствии (c.[Wt];[Wt]), ДНК-диагностика АРГ 1А будет отрицательной. В отрицательных случаях, следует перейти ко второму этапу. Детекция мутации c.-23+1G>A в гене GJB2 представлена на фигуре 4;Stage 1 - search for the c.-23 + 1G> A mutation in the intron region adjacent to
2 этап - поиск мутации c.35delG в белок-кодирующем регионе гена в экзоне 2. В результате данного этапа, при обнаружении c.35delG в биаллельном состоянии (c.[35delG];[35delG]) или в компаунд-гетерозиготном состоянии с мутацией c.-23+1G>A (c.[-23+1G>A];[35delG]), то ДНК-диагностика АРГ 1А будет положительной. При выявлении c.35delG в моноаллельном состоянии (c.[35delG];[Wt]), либо в ее отсутствии (c.[Wt]; [Wt]), ДНК-диагностика АРГ 1А будет отрицательной. В отрицательных случаях, следует перейти к следующему этапу. Детекция мутации c.35delG представлена на фигуре 5;Stage 2 - search for c.35delG mutation in the protein-coding region of the gene in
3 этап - поиск мутации с.109G>A, так же в экзоне 2. В результате, при обнаружении с.109G>A в биаллельном состоянии (c.[109G>A];[109G>A]) или в компаунд-гетерозиготном состоянии с мутацией c.-23+1G>A или c.35delG (c.[-23+1G>A];[109G>A], c.[35delG];[109G>A]) ДНК-диагностика АРГ 1А будет положительной. При выявлении мутации с.109G>A в моноаллельном состоянии (c.[109G>A];[Wt]), либо в ее отсутствии (c.[Wt];[Wt]), ДНК-диагностика АРГ 1А будет отрицательной. Детекция мутации c.109G>A представлена на фигуре 6.Stage 3 - search for a mutation p.109G> A, also in
В заключении всех проведенных этапов поиска GJB2-мутаций (c.-23+1G>A, c.35delG, c.109G>A), когда ДНК-диагностика остается неинформативной, при моноаллельных состояниях (Mut/Wt) существует вероятность как случайного гетерозиготного носительства мутации, так и наличия другой мутации на второй аллели, находящейся в компаунд-гетерозиготном состоянии, либо в транс-положении за пределами анализируемой области гена GJB2. В тех случаях, когда не будет выявлена ни одна из трех мутаций (Wt/Wt), то потеря слуха может быть связана с другими, более редкими в Якутии GJB2-мутациями, либо нарушение слуха не связано с мутационными изменениями гена GJB2.In conclusion, all the stages of the search for GJB2 mutations (c.-23 + 1G> A, c.35delG, c.109G> A), when the DNA diagnosis remains uninformative, under monoallelic states (Mut / Wt) there is a probability of being random heterozygous the carrier of the mutation, and the presence of another mutation in the second allele, which is in the compound-heterozygous state, or in the trans position outside the analyzed region of the GJB2 gene. In cases where none of the three mutations (Wt / Wt) will be identified, the hearing loss may be associated with other, more rare GJB2 mutations in Yakutia, or the hearing loss is not associated with mutational changes in the GJB2 gene.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
1) С информированного согласия на обследование (у детей - после информированного согласия родителей или опекунов) осуществляется забор венозной крови из локтевой вены для выделения образцов геномной ДНК.1) With the informed consent of the survey (in children - after the informed consent of the parents or guardians), venous blood is taken from the cubital vein to isolate genomic DNA samples.
2) Геномная ДНК выделяется с помощью фенол-хлороформной экстракции, описанный в работе С. Метью (см. Mathew C.C. The isolation of high molecular weight eucariotic DNA / C.C. Mathew // Methods in Molecular Biology / Ed. Walker J.M.Y.L.: Human Press. - 1984. - Vol. 2. - P. 31-34).2) Genomic DNA is extracted using phenol-chloroform extraction, described in S. Matthew (see Matthew CC / Mathew // Methods in Molecular Biology / Ed. Walker JMYL: Human Press. - 1984. - Vol. 2. - p. 31-34).
3) В дальнейшем, полученную ДНК без посторонних примесей (со значениями ΔА260/ΔА280 = 1,8-2,0), используют в качестве матрицы для полимеразной цепной реакции для амплификации значимых районов гена GJB2. Для амплификации интрон-экзонного 1 района возможно содержащий вариант c.-23+1G>A используются последовательности олигонуклеотидов, описанные в работе A. Sirmaci с соавторами (см. Sirmaci A. The c.IVS1+1G>A mutation in the GJB2 gene is prevalent and large deletions involving the GJB6 gene are not present in the Turkish population / A. Sirmaci, D. Akcayoz-Duman, M. Tekin // J. Genet. - 2006. - Vol. 85(3). - P. 213-216): (F) - 5'-CCGGGAAGCTCTGAGGAC-3', (R) 5'-GCAACCGCTCTGGGTCTC-3'. (см. фигуру 1). Для амплификации участков экзона 2, возможно содержащие варианты c.35delG и c.109G>A используются оригинальные последовательности олигонуклеотидов, дизайн которых представлен на фигурах 2 и 3, соответственно: c.35delG (F) - 5'-ACTCAGGTGAACAAGCTACT-3', (R) - 5'-TCTTTCCAATGCTGGTGGAGTGTTTGTTCCCA-3'; (c.109G>A) (F) - 5'-TCTTTTCCAGAGCAAACCGCCCAGAG-3', (R) - 5'-TGCTCATCTCCCCACACCTCCTTTGCAGCGTCAA-3'.3) Further, the obtained DNA without impurities (with ΔA 260 / ΔA values 280 = 1.8-2.0) is used as a template for the polymerase chain reaction to amplify significant regions of the GJB2 gene. For the amplification of the intron-
Способ осуществляется с применением стандартного состава реакционной смеси: 1 мкг геномной ДНК, соответствующее количество каждого олигонуклеотида, 125 мкМ дезоксинуклеозидтрифосфата (Promega, USA) помещают в буфер для ПЦР следующего состава (концентрации указаны для 10х буфера): 67 mM Tris- HCl, pH 8,6-8,8 при 20°С, 6,7 mM MgCl2, 16,6 mM (NH4)2SO4, 0,01% Tween 20. К полученной смеси добавляют 5 единиц термофильной ДНК-полимеразы. Состав реакционной смеси представлен в таблице. Режим амплификации, описан в способе детекции 17 мутаций генов GJB2 и GJB6 при наследственной несиндромальной глухоте (см. RU №2448163, кл. G01N 33/50, С12Q 1/68, опубл. 20.04.2012).The method is carried out using the standard composition of the reaction mixture: 1 μg of genomic DNA, the appropriate amount of each oligonucleotide, 125 μM deoxynucleoside triphosphate (Promega, USA) are placed in a buffer for PCR of the following composition (concentrations indicated for 10x buffer): 67 mM Tris-HCl,
4) После проведения амплификации необходимых фрагментов, для детекции мутаций проводится ПДРФ-анализ с использованием эндонуклеаз: для c.-23+1G>A - AsuHPI (см. фиг. 1); для детекции с.35delG - Bsc4I (см. фиг. 2); для детекции c.109G>A - HindII (см. фиг. 3). Реакция проводится согласно протоколу фирмы производителя указанных эндонуклеаз. Результаты ПДРФ-анализа оцениваются методом электрофореза: c.-23+1G>A и c.109G>A на горизонтальном (15 х 15) в 4% агарозном геле; с.35delG на вертикальном (20 х 20) в 10% полиакриламидном геле. Перед нанесением на электрофорез пробы в соотношении 1:5 с краской, содержащей 0,25% бромфенолового синего, 0,25% ксиленцианола и 15% фикола.4) After carrying out the amplification of the required fragments, RFLP analysis is performed for the detection of mutations using endonucleases: for c.-23 + 1G> A - AsuHPI (see Fig. 1); for detection of c. 35delG - Bsc4I (see Fig. 2); for the detection of c.109G> A - HindII (see Fig. 3). The reaction is carried out according to the protocol of the manufacturer of these endonucleases. The results of RFLP analysis are evaluated by electrophoresis: c.-23 + 1G> A and c.109G> A on a horizontal (15 x 15) 4% agarose gel; 35delG on a vertical (20 x 20) 10% polyacrylamide gel. Before applying the electrophoresis sample in the ratio of 1: 5 with paint containing 0.25% bromophenol blue, 0.25% xylene cyanol and 15% ficoll.
5) Детекцию результатов проводят путем окрашивания гелей бромистым этидием с последующей визуализацией в УФ-свете на трансиллюминаторе, так: на фигуре 4 показана электрофореграмма ПЦР-ПДРФ анализа для детекции мутации c.-23+1G>A, где наличие аллелей в 363 пн и 293 пн будет указывать на гетерозиготное носительство, детекция аллели в 363 пн - на гомозиготное состояние; на фигуре 5 показана электрофореграмма ПЦР-ПДРФ анализа для детекции мутации с.35delG, где наличие аллелей в 337 пн и 305 пн будет указывать на гетерозиготное носительство, аллели в 337 пн - на гомозиготное состояние; на фигуре 6 показана электрофореграмма ПЦР-ПДРФ анализа для детекции мутации c.109G>A, где наличие аллелей в 175 пн и 145 пн будет указывать на гетерозиготное носительство, аллели в 175 пн - на гомозиготное состояние.5) The results are detected by staining the gels with ethidium bromide followed by visualization in UV light on the transilluminator, as follows: figure 4 shows the PCR-RFLP electropherogram analysis for detecting the c.-23 + 1G> A mutation, where the presence of 363 mon alleles and 293 mon will indicate a heterozygous carriage, detection of the 363 mon allele will indicate a homozygous state; 5 shows an electrophoregram of a PCR-RFLP analysis for detecting a p.35delG mutation, where the presence of 337 mon and 305 mon alleles would indicate a heterozygous carriage, 337 mon alleles - a homozygous state; 6 shows an electrophoregram of PCR-RFLP analysis for detecting c.109G> A mutation, where the presence of 175 mon and 145 mon alleles would indicate heterozygous carriage, 175 mon alleles - on the homozygous state.
Время исследования (от начала выделения ДНК исследуемого до детекции GJB2-варианта) составляет 5 (1 этап) - 7 (все 3 этапа) дней.The time of the study (from the beginning of the DNA extraction of the test to the detection of the GJB2 variant) is 5 (stage 1) - 7 (all 3 stages) days.
Результативность предлагаемого нами способа детекции трех GJB2-мутаций c.-23+1G>A, c.35delG, c.109G>A, была проверена на образцах ДНК 393 пациентов с врожденными нарушениями слуха из Якутии, с ранее выявленными генотипами гена GJB2, полученных в результате прямого секвенирования по Сэнгеру значимых районов гена GJB2 (интронная область, прилежащая к экзону 1 и экзон 2). Из них, с генотипами по данным мутациям были выявлены: c.[-23+1G>A];[-23+1G>A] - 149 (37,9%); c.[35delG];[35delG] - 14 (3,6%); c.[109G>A];[109G>A] - 4 (1,0%); c.[-23+1G>A];[35delG] - 18 (4,6%); c.[-23+1G>A];[109G>A] - 2 (0,5%); c.[35delG];[109G>A] - 1 (0,3%); c.[-23+1G>A];[Wt] - 18 (4,6%); c.[-23+1G>A];[вариант не имеющий клинического значения] - 10 (2,5%); c.[35delG];[Wt] - 3 (0,8%); c.[109G>A];[Wt] - 3 (0,8%); без мутаций c.[Wt];[Wt] - 125 (31,8%) (см. Анализ спектра и частоты GJB2-мутаций у пациентов с врожденными нарушениями слуха в Республике Саха (Якутия) / В.Г. Пшенникова, Н.А. Барашков, Ф.М. Терютин и др. // Мед. генетика. - 2015. - Т. 14. - №6 (156). - С. 10-2327; Spectrum and Frequency of the GJB2 Gene Pathogenic Variants in a Large Cohort of Patients with Hearing Impairment Living in a Subarctic Region of Russia (the Sakha Republic) / N.A. Barashkov, V.G. Pshennikova, O.L. Posukh et al // PLoS One. - 2016. - Vol. 11(5):e0156300. doi: 10.1371/journal.pone.0156300). В результате проведенной проверки предлагаемого способа на образцах ДНК пациентов выявленных с генотипами по мутациям c.-23+1G>A, c.35delG, c.109G>A гена GJB2, все генотипы полностью соответствовали результатам ранее полученных с помощью прямого секвенирования по Сэнгеру гена GJB2. Таким образом, предлагаемый способ в применении оказался точным и информативным и может быть применим при рутинной ДНК-диагностике наследственной глухоты/тугоухости в региональном контексте.The effectiveness of our proposed method for detecting three GJB2 mutations, c.-23 + 1G> A, c.35delG, c.109G> A, was tested on DNA samples of 393 patients with congenital hearing impairments from Yakutia, with previously identified genotypes of the GJB2 gene obtained as a result of direct sequencing by Sanger of significant regions of the GJB2 gene (intron region adjacent to
ТаблицаTable
Реакционная смесь для ПЦРReaction mixture for PCR
гена
GJB2Option
gene
Gjb2
буфер (х10)
(мкл)PCR
buffer (x10)
(µl)
(мкл)DNTP mix
(µl)
(мкл)Taq polymerase
(µl)
(мкл)H 2 O
(µl)
(мкл)Betaine
(µl)
(100 ng/ml)DNA
(100 ng / ml)
(мкл)F
(µl)
(мкл)R
(µl)
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017141576A RU2688180C1 (en) | 2017-11-29 | 2017-11-29 | Method of detecting mutations of gjb2 gene causing autosomal-recessive deafness 1a type |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017141576A RU2688180C1 (en) | 2017-11-29 | 2017-11-29 | Method of detecting mutations of gjb2 gene causing autosomal-recessive deafness 1a type |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2688180C1 true RU2688180C1 (en) | 2019-05-21 |
Family
ID=66636489
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017141576A RU2688180C1 (en) | 2017-11-29 | 2017-11-29 | Method of detecting mutations of gjb2 gene causing autosomal-recessive deafness 1a type |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2688180C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2739943C1 (en) * | 2020-04-22 | 2020-12-30 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГАОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России) | Diagnostic technique for the 167delt (rs80338942) mutation of the gjb2 gene |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2317547C1 (en) * | 2006-06-08 | 2008-02-20 | Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра Российской академии наук (ИБГ УНЦ РАН) | Method for detection of mutations ingjb2 gene accompanying with development of nonsyndromal autosomal-recessive deafness |
-
2017
- 2017-11-29 RU RU2017141576A patent/RU2688180C1/en active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2317547C1 (en) * | 2006-06-08 | 2008-02-20 | Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра Российской академии наук (ИБГ УНЦ РАН) | Method for detection of mutations ingjb2 gene accompanying with development of nonsyndromal autosomal-recessive deafness |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
BARASHKOV N.A. et al. Spectrum and Frequency of the GJB2 Gene Pathogenic Variants in a Large Cohort of Patientswith Hearing Impairment Living in a Subarctic Region of Russia (the Sakha Republic). PLoS One. 2016 May 25; 11 (5): e0156300. . * |
BARASHKOV N.A. et al. Spectrum and Frequency of the GJB2 Gene Pathogenic Variants in a Large Cohort of Patientswith Hearing Impairment Living in a Subarctic Region of Russia (the Sakha Republic). PLoS One. 2016 May 25; 11 (5): e0156300. ПШЕННИКОВА В.Г. и др. Анализ спектра и частоты GJB2-мутаций у пациентов с врожденными нарушениями слуха в Республике Саха (Якутия). Мед. генетика. 2015; 156: 10-22. * |
NOGOVITSYNA A.N. et al. Medical-genetic service of the population republic of sakha (Yakutia). Yakut Medical Journal. 2014; 2(46): 4-13. * |
ПШЕННИКОВА В.Г. и др. Анализ спектра и частоты GJB2-мутаций у пациентов с врожденными нарушениями слуха в Республике Саха (Якутия). Мед. генетика. 2015; 156: 10-22 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2739943C1 (en) * | 2020-04-22 | 2020-12-30 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГАОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России) | Diagnostic technique for the 167delt (rs80338942) mutation of the gjb2 gene |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103911452B (en) | Chinese population deaf gene screening kit and application thereof | |
US20190256925A1 (en) | Detection of microsatellite instability | |
CN110331193B (en) | PCR-SBT method and reagent for genotyping of human killer cell immunoglobulin receptor KIR3DL2 | |
US20110306505A1 (en) | X-STR multiplex PCR amplification system | |
US20180346983A1 (en) | Methods for identifying subjects susceptible to ataxic neurological disease | |
RU2688180C1 (en) | Method of detecting mutations of gjb2 gene causing autosomal-recessive deafness 1a type | |
Tatarskyy et al. | Allelic polymorphism of F2, F5 and MTHFR genes in population of Ukraine | |
Imran | Candida albicans ssp. dubliniensis stat. et comb. nov., a new combination for Candida dubliniensis based on genetic criteria | |
US10907203B1 (en) | DNA methylation assays for body fluid identification | |
RU2448163C2 (en) | Method for detecting 17 gjb2 and gjb6 gene mutations accompanying nonsyndromic deafness | |
CN107267600B (en) | Primers, method and kit for enriching BRCA1 and BRCA2 gene target regions and application of primers, method and kit | |
CN110863040A (en) | Method for detecting CYP3A5 gene polymorphism by fluorescent quantitative PCR | |
EP1798291B1 (en) | Methods and compositions for assaying mutations and/or large scale alterations in nucleic acids and their uses in diagnosis of genetic diseases and cancers | |
RU2748380C1 (en) | SET OF OLIGONUCLEOTIDE PRIMERS AND METHOD FOR GENOTYPING SINGLE NUCLEOTIDE POLYMORPHISM rs8065080 IN HUMAN TRPV1 GENE | |
Zahari et al. | A nested allele-specific multiplex polymerase chain reaction method for the detection of DRD2 polymorphisms | |
Faria et al. | Molecular tools for species discrimination and detection of hybridization between two closely related Clupeid fishes Alosa alosa and A. fallax | |
RU2458145C1 (en) | METHOD OF GENOTYPING HUMAN PEROXIREDOXINE-1 rs17522918 GENE POLYMORPHISM | |
Asamura et al. | Population data on 10 non-CODIS STR loci in Japanese population using a newly developed multiplex PCR system | |
CN111560420A (en) | ABO gene haploid typing method and reagent | |
WO2016063076A1 (en) | Cell assay kit and method | |
Mushi et al. | Diversity of the diploid sequence type of Candida albicans clinical isolates from a tertiary-care hospital in Mwanza, Tanzania | |
US20100055703A1 (en) | Organism-Specific Hybridizable Nucleic Acid Molecule | |
RU2600874C2 (en) | Set of oligonucleotide primers and probes for genetic typing of polymorphous dna loci associated with a risk of progression of sporadic form of alzheimer's disease in russian populations | |
RU2727684C1 (en) | Method of dna-diagnostics of autosomal recessive deafness-103 | |
RU2458146C1 (en) | METHOD OF GENOTYPING HUMAN THIOREDOXINEREDUCTASE-1 rs1128446 GENE POLYMORPHISM |