Лаборатория биохимической генетики

Заведующий лабораторией

Соколов Алексей Викторович,
доктор биологических наук

e-mail: sokolov.av@iemspb.ru

История

Традиционным направлением исследований Лаборатории биохимической генетики является разработка подходов к ДНК-диагностике часто встречающихся наследственных заболеваний с манифестацией у пациентов среднего возраста (30–40 лет). В результате исследований под руководством ведущего научного сотрудника Лаборатории, д.б.н. Михаила Юрьевича Мандельштама, охарактеризованы мутации в генах, ответственных за развитие наследственных заболеваний:

  1. семейной гиперхолестеринемии (СГ);
  2. семейных форм рака молочной железы (РМЖ) и яичника (РЯ), обусловленные мутациями в генах BRCA-семейства;
  3. первичной открытоугольной глаукомы (ПОУГ).

При изучении гена рецептора липопротеинов низкой плотности (ЛНП), дефектного у пациентов с СГ, охарактеризованы более 40 различных мутаций и 12 полиморфизмов этого локуса. Количество найденных в Санкт-Петербурге мутаций гена рецептора ЛНП, благодаря исследованиям сотрудников Лаборатории, сегодня превышает их число, выявленное во всех остальных регионах России вместе взятых. Тридцать одна из найденных мутаций, по-видимому, являются причиной заболевания, и лишь четыре варианта рассматриваются как нейтральные для развития СГ. Суммарно мутации гена рецептора ЛНП, вызывающие заболевание, выявлены в 41 из 74 (55%) исследованных семей с СГ. Из числа обнаруженных мутаций 18 впервые описаны в Санкт-Петербурге, а 17 из них являются специфичными исключительно для России. Важным результатом исследований стал экспериментально установленный факт отсутствия или низкой встречаемости в Санкт-Петербурге мутации R3500Q в гене аполипопротеина В (APOB), вызывающей заболевание FDB (familial defective apolipoprotein B-100), клинически не отличимое от СГ. Этот результат имеет большое практическое значение, поскольку позволяет при ДНК-диагностике гиперхолестеринемий на Северо-Западе России сосредоточить внимание на локусе рецептора ЛНП, а не на гене APOB. Важным теоретическим выводом следует признать положение о высокой генетической гетерогенности СГ в России и о наличии большого числа редких мутаций в гене рецептора ЛНП. В последние два года сотрудники Лаборатории успешно обследуют население Петрозаводска на носительство мутаций, связанных с семейной гиперхолестеринемией, и уже обнаружили ряд особенностей исследуемой популяции.

При изучении семейных форм рака молочной железы в Отделе впервые показано, что мутация 5282insC в гене BRCA1 является мажорной на Северо-Западе и может быть ответственной за развитие приблизительно 10% семейных случаев РМЖ и вплоть до 40% случаев семейных форм РЯ. Суммарно в гене BRCA1 в Санкт-Петербурге сотрудниками Лаборатории охарактеризовано 12 мутаций, в том числе 3 новые, ранее в мире неизвестные. Эти исследования проводились при сотрудничестве с НИИ онкологии им. проф. Н.Н. Петрова МЗ РФ. Важным для практики выводом стало заключение об общности мажорных мутаций в гене BRCA1 в России и славянских странах Восточной Европы, что позволяет целенаправленно осуществлять ДНК-диагностику заболевания. На основании полученных данных созданы диагностические наборы («Медиген», Новосибирск) для идентификации частых мутаций гена BRCA1 в России. Кроме того, результаты, полученные в Лаборатории, способствовали развитию тестов на мутации гена BRCA1 в ряде лабораторий от Белоруссии до Владивостока. Мутации гена BRCA1, способные вызвать предрасположенность к заболеванию РМЖ, выявлены суммарно у 30% (13/43) пациентов из Санкт-Петербурга, что не уступает результатам ДНК-диагностики в других странах Европы и Азии.

При изучении семейных форм глаукомы впервые в России исследованы гены миоцилина (MYOC/TIGR), оптиневрина (OPTN) и WDR36. Эти исследования проводились при активном сотрудничестве с Кафедрой глазных болезней 1-го СПбГМУ им. акад. И.П. Павлова. Впервые в Санкт-Петербурге и в России в целом у больных ПОУГ идентифицирована мутация Q368X в гене миоцилина и показано отсутствие других мутаций этого локуса, которые могли бы обусловливать семейные формы ПОУГ. Установлено, что известные в мире варианты, предположительно вовлеченные в генез ПОУГ в генах OPTN и WDR36, в Санкт-Петербурге не обнаруживаются. Помимо мутации Q368X в гене миоцилина, лишь один из числа найденных многочисленных полиморфизмов трех названых генов, а именно М98К (c. 603 T>A) в гене оптиневрина, может рассматриваться как фактор риска ПОУГ в Санкт-Петербурге. В дальнейшем проведенные исследования по генетике врожденных и ювенильных форм глаукомы также позволили выявить важные генетические особенности петербургской популяции, что имеет большое значение для медико-генетического консультирования в офтальмологии.

С 2015 г. лабораторией руководит доктор биологических наук Соколов Алексей Викторович. С этого времени тематика исследований лаборатории была дополнена: 1) характеристикой биохимических механизмов развития наследственных заболеваний, в том числе с использованием клеточных культур и трансгенных животных; 2) получением природных и рекомбинантных белков, в том числе антигенов, изучением их взаимодействий; 3) получением моноклональных антител, определением их первичной структуры, клонированием и анализом специфичности антител; 4) разработкой новых методов биохимической диагностики наследственных заболеваний.
Лаборатория поддерживает сотрудничество со следующими научными учреждениями: Гос. НИИ ОБП ФМБА; «Курчатовский институт»; ФНКЦ «Физико-химической медицины» ФМБА; Первый СПб Государственный Медицинский Университет им. акад. И.П. Павлова; Институт физико-химической биологии МГУ; Центр клинической и экспериментальной медицины (г. Новосибирск); Белорусский Государственный Университет, кафедра биофизики, кафедра биохимии (г. Минск).

Методические возможности Лаборатории биохимической генетики

  1. Генная инженерия, анализ структуры генов — Грудинина Н.А., Поляков Д.С., Мандельштам М.Ю., Захарова Ф.М., Богословская Т.Ю., Горбунов Н.П.
  2. Получение моноклональных антител и их клонирование — Горбунов Н.П., Грудинина Н.А.
  3. Очистка антигенов, рекомбинантных и природных белков, определение аффинности антител — Соколов А.В., Горбунов Н.П., Грудинина Н.А., Егоров В.В., Рунова О.Л.
  4. Культивирование клеток, организация криобанка — Богословская Т.Ю., Грудинина Н.А., Поляков Д.С., Горбунов Н.П., Соколов А.В.
  5. Техника микроинъекций и получение трансгенных животных — Захарова Ф.М.
  6. Конфокальная микроскопия — Грудинина Н.А., Захарова Ф.М.
  7. Разработка новых методов биохимической диагностики — Соколов А.В., Горбунов Н.П., Егоров В.В.

Сотрудники лаборатории