Сайт издательства «Медиа Сфера»
содержит материалы, предназначенные исключительно для работников здравоохранения. Закрывая это сообщение, Вы подтверждаете, что являетесь дипломированным медицинским работником или студентом медицинского образовательного учреждения.

Вайнер А.С.

Институт химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения РАН, Новосибирск;
Новосибирский государственный университет

Боярских У.А.

ФГБУН "Институт химической биологии и фундаментальной медицины" СО РАН

Воронина Е.Н.

Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, Новосибирск

Ширшова А.Н.

ФГБУН "Институт химической биологии и фундаментальной медицины" СО РАН

Мишукова О.В.

ФГБУН "Институт химической биологии и фундаментальной медицины" СО РАН

Осадчук Л.В.

ФГБУ "Институт цитологии и генетики" СО РАН, Новосибирск

Филипенко М.Л.

ФГБУН «Институт химической биологии и фундаментальной медицины» СО РАН, Новосибирск, Россия;
ФГБОУ ВО Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, Новосибирск, Россия

Разработка диагностической системы для выявления микроделеций AZF-локуса длинного плеча Y-хромосомы человека с помощью мультиплексной ПЦР в режиме реального времени

Авторы:

Вайнер А.С., Боярских У.А., Воронина Е.Н., Ширшова А.Н., Мишукова О.В., Осадчук Л.В., Филипенко М.Л.

Подробнее об авторах

Журнал: Проблемы репродукции. 2013;(2): 74‑77

Просмотров: 518

Загрузок: 14


Как цитировать:

Вайнер А.С., Боярских У.А., Воронина Е.Н., Ширшова А.Н., Мишукова О.В., Осадчук Л.В., Филипенко М.Л. Разработка диагностической системы для выявления микроделеций AZF-локуса длинного плеча Y-хромосомы человека с помощью мультиплексной ПЦР в режиме реального времени. Проблемы репродукции. 2013;(2):74‑77.
Vaĭner AS, Boiarskikh UA, Voronina EN, Shirshova AN, Mishukova OV, Osadchuk LV, Filipenko ML. The diagnostic system development for the detection of azf-microdeletions with multiplex real-time pcr. Russian Journal of Human Reproduction. 2013;(2):74‑77. (In Russ.)

Рекомендуем статьи по данной теме:
Ис­хо­ды прог­рамм экстра­кор­по­раль­но­го оп­ло­дот­во­ре­ния при раз­лич­ных сте­пе­нях па­то­зо­ос­пер­мии. Проб­ле­мы реп­ро­дук­ции. 2024;(3):115-120
Ре­фе­рен­сное зна­че­ние до­ли спер­ма­то­зо­идов с фраг­мен­ти­ро­ван­ной ДНК в эяку­ля­те муж­чин Се­ве­ро-За­пад­но­го ре­ги­она Рос­сии. Проб­ле­мы реп­ро­дук­ции. 2025;(1):94-104
Ин­фильтри­ру­ющие опу­холь лим­фо­ци­ты (TILs) при триж­ды не­га­тив­ном ра­ке мо­лоч­ной же­ле­зы. Ар­хив па­то­ло­гии. 2024;(3):5-11
Го­но­кок­ко­вая ин­фек­ция. Уро­вень бак­те­ри­аль­ной наг­руз­ки N. gono­rrhoeae и осо­бен­нос­ти кли­ни­чес­кой кар­ти­ны за­бо­ле­ва­ния. Кли­ни­чес­кая дер­ма­то­ло­гия и ве­не­ро­ло­гия. 2024;(3):283-289
Ин­тег­ра­ция NGS-тес­ти­ро­ва­ния со стан­дар­тны­ми ме­то­да­ми мо­ле­ку­ляр­но-ге­не­ти­чес­ких ис­сле­до­ва­ний в он­ко­ло­гии. Он­ко­ло­гия. Жур­нал им. П.А. Гер­це­на. 2024;(6):84-90
Три­хо­мо­ни­аз. Кон­цен­тра­ция ДНК воз­бу­ди­те­ля и связь с кли­ни­чес­ки­ми про­яв­ле­ни­ями за­бо­ле­ва­ния. Кли­ни­чес­кая дер­ма­то­ло­гия и ве­не­ро­ло­гия. 2024;(6):656-661
Ла­бо­ра­тор­ная ди­аг­нос­ти­ка ос­пы обезьян: ос­нов­ные ме­то­ды и пер­спек­ти­вы но­вых раз­ра­бо­ток. Ла­бо­ра­тор­ная служ­ба. 2024;(4):57-64
Неоадъю­ван­тная ле­карствен­ная те­ра­пия и он­ко­ло­ги­чес­кие ре­зуль­та­ты ле­че­ния боль­ных ра­ком мо­лоч­ной же­ле­зы I–II ста­дии. Он­ко­ло­гия. Жур­нал им. П.А. Гер­це­на. 2025;(1):5-12
Ре­зуль­та­ты ле­че­ния боль­ных ра­ком мо­лоч­ной же­ле­зы IIA–IIB ста­дий гор­мон-по­ло­жи­тель­ным HER2-от­ри­ца­тель­ным под­ти­пом пос­ле неоадъю­ван­тной по­ли­хи­ми­оте­ра­пии в за­ви­си­мос­ти от уров­ня Ki-67. Он­ко­ло­гия. Жур­нал им. П.А. Гер­це­на. 2025;(2):13-18

Хромосома Y человека, помимо гена SRY, ответственного за развитие организма по мужскому типу, содержит ряд генов, необходимых для нормального формирования сперматозоидов. Около 35 лет назад на длинном плече Y-хромосомы был обнаружен локус, названный «фактором азооспермии» (azoospermia factor — AZF). Микроделеции этого локуса приводят к различным формам мужского бесплодия, таким как азооспермия или олигозооспермия, и выявляются в среднем у 7,3% инфертильных мужчин, достигая 50% в некоторых анализируемых группах [1—3]. Внутри AZF-локуса были выделены три неперекрывающиеся функциональные последовательности — AZFa, AZFb и AZFc, каждая из которых может полностью или частично делетироваться при гомологичной рекомбинации между палиндромными повторами [4]. На текущий момент описано несколько десятков генов, содержащихся в этих последовательностях [5].

Идентификация микроделеций AZF-локуса важна для клинической диагностики мужского бесплодия, поэтому разработка метода, позволяющего быстро и достоверно детектировать данные микроделеции у пациента, является актуальной задачей.

Цель настоящего исследования — разработка диагностической системы для выявления микроделеций локусов AZFa, AZFb и AZFc с помощью мультиплексной полимеразной цепной реакции (ПЦР) в режиме реального времени.

Материал и методы

ДНК выделяли из венозной крови с использованием стандартной процедуры, включающей выделение и лизис клеток крови, гидролиз белков протеиназой К, очистку ДНК экстракцией примесей фенол-хлороформом и осаждение ДНК этанолом.

Выявление микроделеций локусов AZFa, AZFb и AZFc проводили с помощью двух тетраплексных ПЦР в режиме реального времени с использованием TaqMan-зондов. ПЦР проводилась в конечном объеме 25 мкл, содержащем 65 мМ трис-HCl (рН 8,9), 16 мМ (NH4)2SO4, 3,0 мМ MgCl2, 0,05% твин 20, 0,2 мМ растворы дезоксинуклеозидтрифосфатов, 0,4 мкМ растворы олигонуклеотидных праймеров, 0,1 мкМ растворы TaqMan-зондов (см. таблицу),

20—100 нг ДНК и 1 Е Taq-ДНК-полимеразы. ПЦР проводили на ДНК-амплификаторе CFX96 («Bio-Rad», США) c начальной денатурацией при 96 °С в течение 2 мин, далее на протяжении 45 циклов: денатурация 96 °С — в течение 10 с, отжиг и элонгация 60 °С в течение 30 с.

Проверку наработки специфических фрагментов ДНК проводили методом электрофоретического разделения продуктов реакционной смеси в 8% полиакриламидном геле. Для визуализации результатов электрофореза гель окрашивали 0,01% раствором бромида этидия. Электрофореграмму документировали при помощи трансиллюминатора и CCD-камеры Gel Doc («Bio-Rad», США).

Результаты и обсуждение

В настоящей работе была разработана тест-система, позволяющая выявлять микроделеции регионов AZFa, AZFb и AZFс, расположенных на длинном плече Y-хромосомы. Для детекции вышеуказанных делеций был выбран метод ПЦР в режиме реального времени с использованием TaqMan-зондов [6]. Данный метод является простым в исполнении и позволяет получать надежный результат за сравнительно небольшое время (суммарное время анализа составляет около 2 ч, не включая времени, требующегося для выделения ДНК).

При разработке диагностической системы руководствовались рекомендациями, приведенными в работе [2]. Для получения достоверного и воспроизводимого результата авторы данной статьи рекомендуют анализировать как минимум два неполиморфных локуса внутри каждого из регионов: sY84 и sY86 в регионе AZFa, sY127 и sY134 в регионе AZFb и sY254 и sY255 в регионе AZFc. Для внутреннего контроля прохождения ПЦР авторы предлагают амплифицировать консервативный локус sY14, расположенный в гене SRY на коротком плече Y-хромосомы.

В соответствии с рекомендациями M. Simoni и соавт. [2] нами были подобраны пары праймеров для амплификации каждого из семи вышеуказанных локусов с помощью двух тетраплексных ПЦР. В ходе тетраплексной ПЦР-1 амплифицировали локусы sY84, sY127, sY255 и локус sY14 (внутренний контроль), в ходе тетраплексной ПЦР-2 — sY86, sY134, sY254 и локус sY14 (внутренний контроль). Для всех нарабатываемых участков ДНК были подобраны TaqMan-зонды, позволяющие наблюдать кинетику накопления продуктов амплификации в режиме реального времени. Для каждой тетраплексной ПЦР использовали четыре зонда, комплементарные амплифицируемому участку и несущие на 5’-конце разные флуорофоры (FAM, R6G, ROX и CY5). Структуры олигонуклеотидных праймеров и TaqMan-зондов приведены в таблице.

Продукты обеих тетраплексных ПЦР имели длины (см. таблицу), позволяющие разделить их методом электрофореза в 8% полиакриламидном геле. Это позволило проверить наработку специфических продуктов амплификации для дополнительного контроля качества разработанной тест-системы.

При оптимизации условий ПЦР варьировали температуру отжига праймеров, концентрации праймеров и состав амплификационного буфера. Особое внимание уделялось воспроизводимости результатов, отсутствию неспецифических фрагментов амплификации и близких по значению эффективностей реакций, составляющих тетраплексные ПЦР. В качестве положительного контроля использовалась ДНК фертильного мужчины (контроль специфичности и чувствительности реакции), а в качестве отрицательного контроля — ДНК фертильной женщины и вода (контроль специфичности и отсутствия контаминации). Условия проведения ПЦР описаны в разделе «Материал и методы».

Иллюстрация работы метода

На рис. 1

Рисунок 1. Кривые накопления флуоресценции для тетраплексной ПЦР-1 (а, в) и тетраплексной ПЦР-2 (б, г) для образцов ДНК фертильного мужчины (а, б) и мужчины, имеющего делецию локуса AZFc (в, г).
приведены кривые накопления флуоресценции в ходе тетраплексной ПЦР-1 (см. рис. 1, а, в) и ПЦР-2 (см. рис. 1, б, г). В качестве матрицы в этих реакциях использовали ДНК 2 мужчин — фертильного мужчины без делеций локуса AZF (см. рис. 1, а, б) и бесплодного мужчины, имеющего делецию локуса AZFc (см. рис. 1, в, г).

Для образца ДНК фертильного мужчины происходит наработка фрагментов sY84, sY127, sY255, sY14 в ходе ПЦР-1 и фрагментов sY86, sY134, sY254, sY14 в ходе ПЦР-2 (накопление флуоресценции во всех каналах — CY5, FAM, R6G, ROX). Для образца ДНК мужчины, имеющего делецию локуса AZFc, нарабатываются фрагменты sY84, sY127 и sY14 в ходе ПЦР-1 и фрагменты sY86, sY134 и sY14 в ходе ПЦР-2 (накопление флуоресценции в каналах CY5, R6G и ROX). Наработки фрагментов sY255 и sY254 не происходит, соответственно отсутствует накопление флуоресценции в канале FAM.

На рис. 2

Рисунок 2. Электрофореграмма продуктов тетраплексной ПЦР-1 (дорожки 1, 2) и тетраплексной ПЦР-2 (дорожки 3, 4). Дорожки 1 и 3 — ДНК мужчины, имеющего делецию локуса AZFc; дорожки 2 и 4 — ДНК фертильного мужчины; дорожка 5 — маркер молекулярных длин pBlSK/MspI.
приведена электрофореграмма продуктов вышеуказанных амплификаций, демонстрирующая наработку специфических фрагментов ДНК и отсутствие неспецифических ампликонов. Для образца ДНК фертильного мужчины в ПЦР-1 смеси присутствуют фрагменты длиной 160, 99, 138 и 179 пар нуклеотидов, в ПЦР-2 смеси — фрагменты длиной 77, 149, 105 и 179 пар нуклеотидов. Таким образом, нарабатываются фрагменты всех анализируемых локусов. Для образца ДНК мужчины, имеющего делецию локуса AZFc, в амплификационных смесях присутствуют все фрагменты, за исключением фрагмента длиной 99 пар нуклеотидов (локус sY255) в ПЦР-1 смеси и фрагмента длиной 149 пар нуклеотидов (локус sY254) в ПЦР-2 смеси.

Заключение

Разработана тест-система для выявления микроделеций локусов AZFa, AZFb и AZFс Y-хромосомы человека с помощью двух тетраплексных ПЦР в режиме реального времени, позволяющая получать надежные и воспроизводимые результаты.

Благодарности. Работа была выполнена при финансовой поддержке Интеграционных грантов СО РАН №84 и №17, а также Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009—2013 гг., ГК №16.740.11.0633 от 02.06.11.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо со ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail

Мы используем файлы cооkies для улучшения работы сайта. Оставаясь на нашем сайте, вы соглашаетесь с условиями использования файлов cооkies. Чтобы ознакомиться с нашими Положениями о конфиденциальности и об использовании файлов cookie, нажмите здесь.