ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 6
1.1 Когнитивные способности. Генетические основы вариабельности
когнитивных способностей 6
1.2 Генетические основы вариабельности когнитивных способностей.
Ассоциативные исследования кандидатных генов 8
1.3 Генетические основы вариабельности когнитивных способностей.
Широкогеномные ассоциативные исследования 9
1.4 Генетические основы вариабельности когнитивных способностей.
Полногеномные и полноэкзомные ассоциативные исследования 13
1.5 Секвенирование. Технологии высокоэффективного секвенирования 17
1.6 Особенности различных технологий высокопроизводительного
секвенирования 17
ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ 23
2.1 Материал исследования 23
2.2 Методы исследования 23
2.2.1 Аннотирование экзомов 24
2.2.2 Формирование списка маркеров 24
2.2.3 Выявление генных онтологий 24
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 26
3.1 Результаты аннотирования экзомов 26
3.2 Результаты формирования списка маркеров 26
3.3 Результаты выявления генных онтологий 26
ВЫВОДЫ 40
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 41
Согласно психологической концепции когнитивных функций к ним относятся те познавательные способности, которые позволяют осуществлять взаимодействие с окружающим миром. Когнитивные функции включают в себя память, внимание, речь, целенаправленную двигательную активность (праксис) и целостное восприятие (гнозис) (Камалов А. М., 2015).
В конце XX в. возрос интерес к проблеме когнитивных нарушений. С одной стороны, актуальность проблемы обусловлена открытием патогенетических механизмов нарушения когнитивных функций и выдвижением новых подходов по восстановлению нейронов головного мозга, с другой - увеличением доли людей старшего возраста среди населения и резким повышением выживаемости пациентов с инфарктом миокарда и инсультом. Поскольку когнитивные функции связаны с интегративной работой головного мозга, когнитивная недостаточность закономерно развивается при самых разнообразных очаговых и диффузных поражениях головного мозга (Гимоян Л. Г., 2013).
По данным Всемирной организации здравоохранения 2017 года, более 50 млн человек в мире страдают деменцией и когнитивными нарушениями, и этот показатель неуклонно растёт как среди лиц старческого возраста, так и среди более молодого населения. Проблема сохранения и восстановления когнитивных функций становится междисциплинарной и одной из глобальных в современной медицине (http://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/detail/dementia).
Изучение генетических основ познавательных функций дает теоретическую основу для исследования когнитивных нарушений при различных патологических состояниях. Причем, в связи с запросами практической медицины важно не только выделить генетически детерминированные нарушения когнитивных процессов, но и найти их конкретные молекулярно-генетические предпосылки. На этой основе может быть существенно оптимизирован поиск фармакологических препаратов, эффективных в отношении коррекции когнитивных нарушений (Камалов А. М., 2015).
Несмотря на многочисленные исследования по данной теме, проблема идентификации генов, связанных с отдельными когнитивными признаками, далека от разрешения. Очевидно, что в проявлении фенотипов такого рода участвует большое число генов. Пока совершенно неясно, сколько генов вносят вклад в когнитивное функционирование и специфичен ли генетический контроль того или иного когнитивного признака. Поиск участков хромосом, связанных с различными сторонами когнитивного функционирования, указывает, например, на возможное сцепление участка хромосомы 2 со зрительной рабочей памятью, хромосомы 4 - с вербальной памятью, хромосомы 9 - с исполнительными функциями, хромосомы 15 - со зрительным вниманием и т. д. (Paunio T., et al., 2004). Достаточно представить себе число генов, расположенных в пределах этих участков хромосом, чтобы оценить возможное число кандидатов, которые предстоит проверить на предмет ассоциации с когнитивными признаками.
Цель: Поиск новых полиморфных вариантов генов, определяющих вариабельность когнитивных функций у людей пожилого возраста.
Задачи:
1. Аннотировать результаты полноэкзомного секвенирования;
2. Сравнить встречаемость полиморфных вариантов генов между группами с разным уровнем когнитивных способностей;
3. Выявить биологические процессы, вовлеченные в наследственную компоненту когнитивных способностей.
Работа выполнена на базе "Научно-исследовательского института медицинской генетики" (НИИ медицинской генетики) Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук», в лаборатории эволюционной генетики, под руководством кандидата биологических наук Вагайцевой Ксении Валерьевны.
1. Аннотирование файла показало, что полученный после секвенирования и сборки геномов vcf файл содержит генотипы 82 образцов по 292 310 SNP.
2. Анализ данных точным критерием Фишера, с учетом глубины прочтения DP (< 10 раз), показал, что статистически значимые отличия существуют по 1 948 маркерам, локализованных в 1 261 гене.
3. Среди исследованного нами 1 261 гена, выявлено 347, обнаруженных с помощью метода ORA (WebGestalt) и предположительно влияющих на биологические процессы. В результате анализа с помощью метода ORA (WebGestalt), выявлено, что маркеры, показавшие ассоциации с уровнем когнитивных способностей, вовлечены в 12 биологических процессов, механизмы влияния на когнитивные способности которых понятны: хемосенсорное/механосенсорное восприятие, фосфорорганическая восприим- чивость/сопротивление, гомеостаз анатомической структуры, трансдукция сигнала про- теинкиназы C, сигнальный путь рецептора фактора роста тромбоцитов, организация внеклеточной структуры, многоклеточная сигнализация организма, флавоидный обмен, процесс кровообращения, биологическая адгезия, системный процесс, ионный транспорт. В данной работе мы, на основе сопоставления полученных нами данных с результатами исследований других авторов, подтвердили ассоциацию 185 генов с когнитивными способностями. Нами было также подтверждено 5 ассоциаций, показавших связь с когнитивными способностями в других исследованиях: rs17115100, rs7640, rs429358, rs9611519, rs2273085.
