СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ИММУНОЦИТОХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОФИЛЕЙ МЕТИЛИРОВАНИЯ ДНК МЕТАФАЗНЫХ ХРОМОСОМ ИЗ ЛИМФОЦИТОВ ВЗРОСЛЫХ ИНДИВИДОВ И ПЛОДОВ ЧЕЛОВЕКА

DOI: https://doi.org/None

О.А. Ефимова (1–3), кандидат биологических наук, А.А. Пендина (1–3), кандидат биологических наук, А.В. Тихонов (1–3), О.Г. Чиряева (1), кандидат биологических наук, Л.И. Петрова (1), В.С. Дудкина (1,3), Н.А. Садик (1,3), Т.В. Кузнецова (1–3), доктор биологических наук, профессор, В.С. Баранов (1,2), доктор медицинских наук, профессор, член-корреспондент РАН 1 -НИИ акушерства и гинекологии им. Д.О. Отта СЗО РАН, Российская Федерация, 199034, Санкт-Петербург, Менделеевская линия, д. 3; 2 -Санкт-Петербургский государственный университет, Российская Федерация, 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб. 7/9; 3 -Диагностический центр (медико-генетический), Российская Федерация, 194044, Санкт-Петербург, ул. Тобольская, д. 5 Е-mail: [email protected]

Введение. Метилирование ДНК является ключевой эпигенетической модификацией, обеспечивающей дифференциальную активность генома человека в онтогенезе. Ранее характер метилирования ДНК был описан на хромосомах из лимфоцитов взрослых индивидов. Особенности метилирования метафазных хромосом из эмбриональных клеток остаются неизученными. Цель исследования. Провести сравнительный анализ метилирования ДНК метафазных хромосом из лимфоцитов пуповинной крови плодов человека и периферической крови взрослых индивидов. Методы. Иммуноцитохимическая детекция 5-метилцитозина с помощью моноклональных антител на QFH/AcD-окрашенных метафазных хромосомах из ФГА-стимулированных лимфоцитов пуповинной крови плодов человека 20–24 нед гестации. Результаты. Метилированная ДНК преимущественно локализована в R- и особенно в T-сегментах, а также в блоках прицентромерного гетерохроматина хромосом 1, 9, 16 и в коротких плечах больших и малых акроцентриков как у плодов, так и у взрослых. Выявлены специфичные для плодов особенности в степени обогащения отдельных сегментов 5-метилцитозином. Сегменты 2q23, 2q31, 2q33, 5q13, 6p11.2, 7p13, 7p15, 13q22, 14q13 характеризуются более высоким уровнем метилирования ДНК у плодов; сегменты 1q42, 3q21, 3q25, 12p13, 12q13, 15q11.2-13, 15q15, 16q22, 17q21, 18q11.2, 20q11.2, 21q11.2, 22q11.2, напротив, гипометилированы в лимфоцитах плодов и гиперметилированы в лимфоцитах взрослых. Заключение. Применение иммуноцитохимического подхода к детекции 5-метилцитозина позволяет выявить особый тип линейной исчерченности метафазных хромосом в лимфоцитах плодов и взрослых, обусловленный дифференциальным метилированием ДНК. Различия метилирования отдельных сегментов хромосом у плодов и взрослых указывают на то, чтчто описанный тип сегментации отражает не только структурные, но и функциональные особенности организации хроматина.
Ключевые слова: 
метилирование ДНК, метафазные хромосомы, иммуноцитохимический анализ, лимфоциты
Для цитирования: 
Ефимова О.А., Пендина А.А., Тихонов А.В., Чиряева О.Г., Петрова Л.И., Дудкина В.С., Садик Н.А., Кузнецова Т.В., Баранов В.С. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ИММУНОЦИТОХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОФИЛЕЙ МЕТИЛИРОВАНИЯ ДНК МЕТАФАЗНЫХ ХРОМОСОМ ИЗ ЛИМФОЦИТОВ ВЗРОСЛЫХ ИНДИВИДОВ И ПЛОДОВ ЧЕЛОВЕКА. Молекулярная медицина, 2015; (3): -
Список литературы: 
  1. Bestor T.H. The host defence function of genomic methylation patterns, Novartis Found Symp. 1998; 214: 187–95.
  2. Пендина А.А., Ефимова О.А., Кузнецова Т.В., Баранов В.С. Болезни геномного импринтинга. Журнал акушерства и женских болезней. 2007; LVI (1): 73–80. [Pendina A.A., Efimova O.A., Kuznetzova T.V., Baranov V.S. Genomic Imprinting Diseases. J. of obstetrics and women’s diseases. 2007; LVI (1): 73–80 (in Russian)]
  3. Ефимова О.А., Пендина А.А., Тихонов А.В., Кузнецова Т.В., Баранов В.С. Метилирование ДНК – основной механизм репрограммирования и регуляции генома человека. Медицинская генетика. 2012; 4 (118): 10–8. [Efimova O.A., Pendina A.A., Tikhonov A.V., Kuznetzova T.V., Baranov V.S. DNA methylation – a major mechanism of human genome reprogramming and regulation. Medical Genetics. 2012; 4 (118): 10–8 (in Russian)]
  4. Skaar D.A., Li Y., Bernal A.J., Hoyo C., Murphy S.K., Jirtle R.L. The human imprintome: regulatory mechanisms, methods of ascertainment, and roles in disease susceptibility. ILAR J. 2012; 53 (3–4): 341–58.
  5. Buck-Koehntop B.A., Defossez P.A. On how mammalian transcription factors recognize methylated DNA. Epigenetics. 2013; 8 (2): 131–7.
  6. Cheedipudi S., Genolet O., Dobreva G. Epigenetic inheritance of cell fates during embryonic development. Front. Genet. 2014; 5: 19.
  7. Adolph S., Hameister H. In situ nick translation of human metaphase chromosomes with the restriction enzymes MspI and HpaII reveals an R-band pattern, Cytogenet. Cell Genet. 1990; 54 (3–4): 132–6.
  8. Andersen C.L., Koch J., Kjeldsen E. CpG islands detected by self-primed in situ labeling (SPRINS). Chromosoma. 1998; 107: 260–6.
  9. Santos F., Dean W. Epigenetic reprogramming during early development in mammals. Reproduction. 2004; 127: 643–51.
  10. Баранов В.С., Пендина А.А., Кузнецова Т.В. и др. Некоторые особенности статуса метилирования метафазных хромосом у зародышей человека доимплантационных стадий развития. Цитология. 2005; 47 (8): 723–30. [Baranov V.S., Pendina A.A., Kuznetsova T.V., Efimova O.A., Fedorova I.D., Leont’eva O.A., Korsak V.S., Nikol’skiĭ N.N. Peculiarities of metaphase chromosome methylation pattern in preimplantation human embryos. Tsitologiia. 2005; 47 (8): 723–30 (in Russian)]
  11. Пендина А.А., Ефимова О.А., Каминская А.Н., Кузнецова Т.В., Баранов В.С. Иммуноцитохимический анализ статуса метилирования метафазных хромосом человека. Цитология. 2005; 47 (8): 731–7. [Pendina A.A., Efimova O.A., Kaminskaia A.N., Kuznetsova T.V., Baranov V.S. Immunocytochemical analysis of human metaphase chromosome methylation status, Tsitologiia. 2005; 47 (8): 731–7 (in Russian)]
  12. Pendina A.A., Efimova O.A., Fedorova I.D., Leont’eva O.A., Shilnikova E.M., Lezhnina J.G., Kuznetzova T.V., Baranov V.S. DNA methylation patterns of metaphase chromosomes in human preimplantation embryos. Cytogenet Genome Res. 2011; 132 (1–2): 1–7.
  13. Barbin A., Montpellier C., Kokalj-Vokac N., Gibaud A., Niveleau A., Malfoy B., Dutrillaux B., Bourgeois C.A. New sites of methylcytosine-rich DNA detected on metaphase chromosomes. Hum. Genet. 1994; 94 (6): 684–92.
  14. Montpellier C., Burgeois C.A., Kokalj-Vokac N., Muleris M., Niveleau A., Reynaud C., Gibaud A., Malfoy B., Dutrillaux B. Detection of methylcytosine-rich heterochromatin on banded chromosomes. Application to cells with various status of DNA methylation, Cancer Genet. Cytogenet. 1994; 78 (1): 87–93.
  15. Pfarr W., Webersinke G., Paar C., Wechselberger C. Immunodetection of 5’-methylcytosine on Giemsa-stained chromosomes, BioTechniques. 2005; 38 (4): 527–30.
  16. Кузнецова Т.В., Логинова Ю.А., Чиряева О.Г., Пендина А.А., Ефимова О.А., Федорова И.Д., Баранов В.С. Медицинские лабораторные технологии: руководство по клинической лабораторной диагностике. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013; 623–57. [Kuznetsova T.V., Loginova J.A., Chiryaeva O.G., Pendina A.A., Efimova O.A., Fedorova I.D., Baranov V.S. Medical laboratory technology: a guide for clinical laboratory diagnostics. М.: GEOTAR-Media, 2013; 623–57 (in Russian)]
  17. Verma R.S., Babu A. Human Chromosomes: Manual of Basic Techniques. N-Y: Pergamon Press. Inc. 1989.
  18. Saccone S., Bernardi G. Human chromosomal banding by in situ hybridization of isochors. Methods in Cell Science. 2001; 23: 7–15.
  19. Zoubak S., Clay O., Bernardi G. The gene distribution of the human genome. Gene. 1996; 174: 95–102.
  20. Calloni R., Cordero E.A., Henriques J.A., Bonatto D. Reviewing and updating the major molecular markers for stem cells. Stem Cells Dev. 2013; 22 (9): 1455–76.