Медицинская геномика: организация генома, регуляция экспрессии генов, генетическая вариабельность

Полный текст:


Аннотация

Медицинская геномика - одно из наиболее бурно развивающихся направлений биологической науки. Бум в этой области медицины, наблюдаемый последние 25 лет, связан с началом международного проекта «Геном человека». С расшифровкой нуклеотидной последовательности генома, накоплением знаний о генетической вариабельности внутри вида, отдельных этносов (выявлением мутаций, генетических перестроек) связывают возможности более глубокого понимания его биологического значения в предрасположенности к заболеваниям, резистентности к факторам внешней среды, включая биологических агентов. На фоне ускоренного развития структурной геномики отмечается существенное отставание в развитии функциональной геномики, представлений о механизмах работы всего генетического аппарата (хроматина, структурных генов и регуляторных элементов) как единого целого в норме и при патологии. Иммуномика - новое направление, изучающее клетки и гены иммунной системы, их роль в биологии человека. Новые технологии - полногеномное секвенирование, микроэррей технологии и методы биоинформатики находят все более широкое применение в практической медицине, что в конечном итоге приближает переход от избирательного генетического тестирования лиц с наследственными моногенными дефектами и заболеваниями к более широкому использованию и доступности таких методов для каждого человека, что создаст научно обоснованную базу для персонализированной профилактики и терапии распространенных моногенных и мультифактори-альных заболеваний.

Об авторе

Л. П. Титов
Республиканский научно-практический центр эпидемиологии и микробиологии
Беларусь


Список литературы

1. Титов, Л. П. Вирусы и эукариотические клетки: стадии взаимодействия, стратегия геномов, репродукция и исходы инфекции / Л. П. Титов // Мед. журн. - 2008. - № 1. - С. 10-16.

2. Braga-Neto, U. M. From Genomics to Functional Immunomics: New challenges, Old problems, Big Rewards / U. M. Braga-Neto, E. T. A. Marques // Plos comput. biol. - 2006. - Vol. 2. - Iss. 7. - eB1.P.0651-0662.

3. Microbiome Composition by Pyrosequencing in Mesenteric Lymph Nodes of Rats with CCL4-induced Cirrhosis / S. Cuenca [et al.] // J. Innate Immunol. - 2014. - Vol. 6. - P. 263-271.

4. An Immunomics Approach to Schistosome antigen discovery: antibody signatures of naturally resistant and chronically infected individuals from endemic areas / S. Gaze [et al.] // PLOS Pathogens. - 2014. - Vol. 10. - Iss. 3. - P. 1-16. - E1004033.

5. Титов, Л. П. Иммунология: терминологический словарь / Л. П. Титов. - М.: МИА, 2008. - 521 с.

6. Хромов-Борисов, Н. Н. Эволюционная медицинская геномика / Н. Н. Хромов-Борисов, А. В. Рубанович // Молек. медицина. - 2014. - № 2. - С. 13-17.

7. Структурная геномика и медицина / И. Е. Ясный [и др.] // Молек. медицина. - 2009. - № 6. - С. 15-20.

8. Groot, A. S. D. Immunomics discovering new targets for vaccine and therapeutics / A. S. D. Groot // Drug Discov. Today. - 2006. - Vol. 11. - P. 203-209.

9. Miller, M. B. Basic concept of microarrays and potential application in clinical microbiology / M. B. Miller, Y. W. Tang // Clin. Microbiol. Rev. - 2009. - Vol. 22 (4). - P. 611-633.

10. Пинегин, Б. В. Роль клеток иммунной системы и цитокинов в развитии псориаза / Б. В. Пинегин, О. Л. Иванов, В. Б. Пинегин // Иммунология. - 2012. - Т. 33, № 4. - С. 213-219.

11. Титов, Л. П. Противовирусный иммунитет: молекулярно-клеточные механизмы, закономерности развития и иммунопатология / Л. П.Титов, И. А. Карпов // Мед. журн. - 2007. - № 1. - С. 4-14.

12. Бокуть, С. Б. Молекулярная биология / С. Б. Бокуть, Н. В. Герасимович, А. А. Милютин. - Минск: Вышэйш. школа, 2005. - 463 с.

13. The sequence of human genome / J. C. Venter [et al.] // Science. - 2001. - Vol. 291. - Р. 1304-1309.

14. Read, A. The human Genome: structure and organization / A. Read // Genetics and Medicine / еd. D. Kumar, D. Weatherall. - Oxford press, 2008. - P. 17-29.

15. Antonarakis, S. E. Human Genome Sequence and Variation / S. E. Antonarakis // Vogel and Matulsky's Human Genetics, Problems and Approaches / eds. M. R. Speicher et al. - 2010. - Berlin; Heidelberg: Springer-Verlag. - Р. 31-53.

16. Global gene expression analysis reveals evidence for decreased lipid biosynthesis and increased innate immunity in uninvolved psoriatic skin / J. E. Gudjonsson [et al.] // J. Invest. Dermatol. - 2009. - Vol. 129. - Р. 2795-2804.

17. Collaborative association study of genome-wide scan reveals association of psoriasis with IL-23 and NF-kappa B pathways / R. P. Nair [et al.] // Nat. genetics. - 2009. - Vol. 41. - Р. 199-204.

18. Garaev, P. P. Another Understanding of the Model of Genetic Code Theoretical Analysis / P. P. Garaev // Open J. of Genetics. - 2015. - Vol. 5, N 1. - Р. 92-109.

19. Mardis, E. R. Cancer genome sequencing / E. R. Mardis, R. K. Wilson // Human mol. genetics. - 2009. - Vol. 18. -Iss. 2. - Doi:10109/ddp396.

20. Consortium biology in immunology: the perspective from the Immunological Genome Project / С. Benoist [et al.] // Nature Rev. Immunol. - 2012. - P. 1-6.

21. Heng, T. S. P. The immunological Genome Project: network of gene expression in immune cells / T. S. P. Heng, M. W. Painter // Immunology. - 2008. - Vol. 4, N 10. - Р. 1091-1094.

22. Grander, D. I. Immunomics: principles and practis / D. I. Grander // IRTI. - 2004. - Vol. 2.- Р. 1-6.

23. Титов, Л. П. Геномико-протеомические основы эволюции и молекулярной эпидемиологии вирусов / Л. П. Титов, В. И. Вотяков // Вес. НАН Беларусi Сер. мед. навук. - 2011. - № 1. - С. 109-124.

24. Epigenetic regulation of inducible gene expression in the immune system / P. S. Lim [et al.] // Immunology. - 2013. -Vol. 139. - Iss. 3. - Р. 285-293.

25. Josefowicz, S. Z. Regulatory of chromatin state and transcription in CD4 T-cells polarization / S. Z. Josefowicz // Immunology. - 2013. - Vol. 139. - Iss. 1. - Р. 299-308.

26. Титов, Л. П. Особенности строения, развития и функционирования иммунной системы детского организма / Л. П. Титов, Е. Ю. Кирильчик, Т. А. Канашкова // Мед. новости. - 2009. - № 5. - С. 7-16.

27. Transcription factors and CD4 T-cell seeking identity: masters, minions, setters and spikers / G. Vahedi [et al.] // Immunology. - 2013. - Vol. 139. - Iss. 3. - P. 294-298.

28. Chen, W. Development of thymic Foxp3 regulatory T-cells: TGF-b matters / W. Chen, J. E. Konkel // Eur. J. of Immunol. - 2015. - Vol. 45. - P. 958-965.

29. Lee, G. R. Transcriptional regulation T-helper type 2 / G. R. Lee // Immunology. - 2014. - Vol. 141. - Iss. 4. - P. 498-505.

30. Wang, Y. An essential role of the transcriptional factor GATA-3 for the function of regulatory Т-cells / Y. Wang, M. A. Su, Y. Y. Wan // Immunity. - 2011. - Vol. 35. - P. 337-348.

31. Wen, A. Y. The role of the transcriptional factor CREB in immune function / A. Y. Wen, K. M. Sakamoto, L. S. Miller // J. Immunol. - 2010. - Vol. 185. - P. 6413-6419.

32. Rico-Rosillo, G. The involvement of NF-kB transcription factor in asthma / G. Rico-Rosillo, G. B. Vega-Robledo // Rev. Alergia Mex. - 2011. - Vol. 58, N 2. - P. 107-111.

33. Титов, Л. П. Молекулярные механизмы активации Т- и В-лимфоцитов / Л. П. Титов // Современные проблемы инфекционной патологии человека: материалы 2-й науч.-практ. конф. - Минск, 2001. - С. 287-317.

34. From single-cell to cell pool transcriptomes: stochasticity in gene expression and RNA splicing / G. K. Maurinov [et al.] // Genome Res. - 2011. - Vol. 24. - P. 496-510.

35. Youngblood, B. T-cell memory differentiational signatures and epigenetics / B. Youngblood, J. S. Hall, R. Ahmed // Immunology. - 2013. - Vol. 139. - Iss. 3. - P. 325-335.

36. Banerji, J. Expression of a beta-globin gene is enchanced by remоte SV40 DNA sequences / J. Banerji, R. Sandro, M. Schaffner // Cell. - 1981. - Vol. 27. - P. 299-308.

37. Ogbourne, S. Transcriptional control and the role of silencers in transcriptional regulation in eukaryotes / S. Ogbourne, T. M. Antalis // Biochemistry. - 1998. - Vol. 231. - P. 1-14.

38. Enchancers and silencers: an integrated and simple model for their function / P. Kolovos [et al.] // Epigenetics & Chromatin. - 2012. - Vol. 5, N 1. - P. 2-8.

39. Разин, С. В. Регуляторные элементы эукариотического генома, контролирующие транскрипцию / С. В. Разин, А. А. Говрилов, С. В. Ульянов // Молек. биология. - 2015. - Т. 49, № 2. - С. 212-223.

40. Гонзвгло, М. МикроРНК как биомаркер для диагностики рака мочевого пузыря / М. Гонзвгло, Г. Ишханова // Молек. медицина. - 2014. - № 2. - С. 18-24.

41. Титов, Л. П. Микро-РНК: новый класс регуляторных молекул иммунного ответа и инфекционного процесса / Л. П. Титов // Современные проблемы инфекционной патологии человека: сб. науч. тр. - 2012. - В. 5. - С. 256-261.

42. Perez-Ortin, J. E. Genomics of mRNA turnover / J. E. Perez-Ortin // Briefing in functional genomics and proteomics. - 2007. - Vol. 6, N 4. - P. 282-291.

43. Cross-regulation between cytokine and microRNA pathways in T-cells / T. Amado [et al.] // Eur. J. of Immunol. -2015. - Vol. 45. - Iss. 6. - P. 1584-1595.

44. Phisiological and pathological roles for microRNAs in the immune system / R. M. O'Connel [et al.] // Nat. Rev. Immunol. - 2010. - P. 11-122.

45. A role for Dicer in immune regulation / B. S. Cobb [et al.] // J. Exp. Med. - 2006. - Vol. 203. - P. 2519-2527.

46. The RNAseIII enzyme Drosha is critical in T cells for preventing lethal in inflammatory disease / M. M. Chang [et al.] // J. Exp. Med. - 2008. - Vol. 205. - P. 2005-2017.

47. Role of mir-155 in the regulatory of lymphocytes immune function and disease / N. Seddiki [et al.] // Immunology. - 2014. - Vol. 142. - Iss. 1. - P. 32-38.

48. Ortutay, C. Immonomic Knowledge base (IKB): an integrated service for immune research / C. Ortutay, M. Vikinen // BMC Immunol. - 2009. - Vol. 10. - doi: 101186/1471-2172-10-3.

49. Kan, Y. W. Polymorphism of DNA sequence adjacent to human beta-globin structural gene: relationship to sickle mutation / Y. W. Kan // Proc. Natl. Sci. - 1878.- Vol. 75, N 11. - P. 5631-5635.

50. Increased expression of Wnt5a in psoriatic plaques / J. Reischl [et al.] // J. Invest. Dermatol. - 2007. - Vol. 127. -P. 163-169.

51. Single nucleotide polymorphisms of Toll-like receptors and susceptibility to infection disease / C. Skevaki [et al.] // Clin. аМ Exp. Immunol. - 2015. - Vol. 180. - P. 165-177.

52. Marietta, E. Immunogenetic control of the intestinal microbiota / E. Marietta, A. Rishi, V. Taneja // Immunology. - 2015. - Vol. 145. - P. 313-322.

53. Severe combined immunodeficiency. A national surveillance study / A. Yee [et al.] // Pediatric Allergy and Immunol. - 2008. - Vol. 19 (4). - P. 298-302.

54. Quantitative monitoring of gene expression patterns with a complementary DNA microarray / M. Schena [et al.] // Science. - 1995. - Vol. 270. - P. 467-470.

55. Clinical interpretation and implications of whole genome sequencing / F. E. Dewey [et al.] // JAMA. - 2014. - Vol. 31, N 10. - P. 1035-1041.

56. Cordero, P. Whole genome sequencing in personalized therapeutics / P. Cordero, E. A. Ashely // Clin. Pharmacol. and Ther. - 2012. - Vol. 91, N 6. - P. 1001-1009.

57. Use of whole genome sequencing for diagnosis and discovery in the cancer genetics clinic / S. B. Foley [et al.] // Ebiomedicine. - 2015. - Vol. 2. - P. 74-81.

58. Whole genome sequencing in health care / C. G. van El [et al.] // Eur. J. of Human Genetics. - 2013. - Vol. 21. - P. 580-584.

59. Swanson, C. I. Rapid еvolutionary of a structurally constrained еye enchancer / C. I. Swanson, D. B. Schwimmer, S. Barolo // Curr. Biol. - 2011. - Vol. 21, N 14. - P. 1186-1196.

60. Preparing the next generation of genomicists: a laboratory-style course in medical genomics / M. D. Lindemann [et al.] // BMC med. genomics. - 2015. - Vol. 8, N 47. - P. 1-3.

61. Ngo, D. A. Genomic approaches to identifying targets for treating beta-hemoglobulinopathies / D. A. Ngo, M. H. Steinberg // BMC med. genomics. - 2015. - Vol. 8, N 44. - P. 1-13.

62. Karki, R. Defining "mutation" and "polymorphism" in the era of personal genomics / R. Karki, D. Pandya, R. C. Elston // BMC med. genomics. - 2015. - Vol. 8, N 37. - P. 1-8.

63. Alyass, A. From big data analysis to personalized medicine for all: challenges and apportunities / A. Alyass, M. Turlotbe, D. Meyre // BMC med. genomics. - 2015. - Vol. 8, N 33. - P. 1-12.

64. Титов, Л. П. Компьютерная иммунология: сравнительный анализ нуклеотидных замен в CDR и FR фрагментах генов иммуноглобулинов при гепатите С, криоглобулинемии и лейкозах / Л. П. Титов, Т. А. Столярова, Е. А. Столярова // Вес. НАН Беларусi Сер. мед. навук. - 2010. - № 3. - С. 10-18.

65. Medical genomics: The intricate path from genetic variant identification to clinical interpretation / B. Quintas [et al.] // Appl. & Transl. Genomics. - 2014. - Vol. 3. - Iss. 3. - P. 60-67.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Титов Л.П. Медицинская геномика: организация генома, регуляция экспрессии генов, генетическая вариабельность. Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия медицинских наук. 2015;(4):97-113.

For citation: Titov L.P. Medical genomics: human genome organization, gene expression regulation and genetic variability. Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Medical series. 2015;(4):97-113. (In Russ.)

Просмотров: 334

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1814-6023 (Print)
ISSN 2524-2350 (Online)