Background: The dispersed occurrence of holocentric chromosomes across eukaryotes implies they are adaptive, but the conditions under which they confer an advantage over monocentric chromosomes remain unclear. Due to their extended kinetochore and the attachment of spindle microtubules along their entire length, holocentric chromosomes tolerate fragmentation; hence, they may be advantageous in times of exposure to factors that cause chromosomal fragmentation (clastogens). Scope: It is shown that holocentric organisms may, indeed, thrive better than monocentric organisms under clastogenic conditions and that such conditions of various duration and intensity have occurred many times throughout the history of Earth's biota. One of the most important clastogenic events in eukaryotic history, in which holocentric chromosomes may have played the key role, was the colonization of land by plants and animals half a billion years ago. In addition to arguments supporting the anticlastogenic hypothesis of holocentric chromosomes and a discussion of its evolutionary consequences, experiments and analyses are proposed to explore this hypothesis in more depth. Conclusions: It is argued that the tolerance to clastogens explains the origin of holocentric lineages and may also have far-reaching consequences for eukaryotic evolution in general as exemplified by the potential role of holocentric chromosomes in terrestrialization.

• MeSH
• biologická evoluce * MeSH
• centromera fyziologie   MeSH
• chromozomy rostlin MeSH
• chromozomy * fyziologie   MeSH
• Eukaryota genetika   MeSH
• mutace MeSH
• selekce (genetika) genetika   MeSH
• zvířata MeSH
• Check Tag
• zvířata MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH
• práce podpořená grantem MeSH

• MeSH
• apoptóza MeSH
• buňky K562 MeSH
• centromera MeSH
• chromozomální aberace MeSH
• fluorescence MeSH
• fragmentace DNA MeSH
• hybridizace in situ MeSH
• lidé MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH

Cíl studie: Posoudit míru fragmentace volné fetální DNA v plazmě těhotných žen v průběhu těhotenství. Typ studie: Zjištění efektivity záchytu fetálních DNA molekul s rozdílnou délkou a volné fetální DNA ve velikostních frakcích. Pracoviště: Ústav lékařské genetiky a fetální medicíny FN Olomouc. Metodika: 1. Celkem 363 vzorků těhotných žen v rozmezí 4. až 37. t.g. bylo posouzeno v lokusech STR a AMELY analýzou efektivity QF PCR. 2. Fetální DNA rozdělená do velikostních frakcí byla kvantifikována metodou QF PCR u 91 těhotných (8. t.g. - 40. t.g.). 3. Real-time PCR (SRY/vnitřní kontrola) byla použita u 22 těhotných s plodem mužského pohlaví (9. t.g - 36. t.g.). Výsledky: 1. Efektivita QF PCR byla nepřímo úměrná délce amplifikovaných molekul. 2. Kvantifikací fragmentů fetální DNA kapilární elektroforézou nebyly kromě frakce obsahující nejdelší molekuly (frakce 500-760 bp) nalezeny odlišnosti ve vztahu k týdnu těhotenství. 3. Metodou real-time PCR byl pozorován nepřímý vztah mezi množstvím fetální DNA ve frakci 150-300 bp a stadiem gravidity. Závěr: Rozborem všech tří postupů byl pozorován trend, který naznačuje nárůst větších fetálních molekul v průběhu těhotenství, zatímco množství menších molekul fetálního původu se nemění.

Aim of study: To assess cell free fetal DNA (cffDNA) fragmentation rate in pregnant women during the course of gravidity. Study design: QF PCR efficiency in cffDNA and quantitative analyses in particular cffDNA molecular size fractions. Setting: The study was performed at Department of Medical Genetics and Fetal Medicine, University Hospital Olomouc. Method: 1. 363 plasma DNA samples from women in different week of pregnancy (from 4th w.g. to 37th w.g.) were tested for QF PCR efficiency in particular STRs and AMELX/Y. 2. Size fractionated cff DNA (150–300 bp, 300–500 bp, 500–760 bp) was quantified by QF PCR in 91 pregnant women (from 9th w.g. to 40th w.g.). 3. Size fractionated cff DNA from male fetuses was quantified by real time PCR (SRY/internal control) in 22 pregnant women (from 9th w.g. to 36th w.g.). Results: 1. QF PCR efficiency decreased from longer to shorter molecules. 2. The only 500 -760 bp fraction showed cffDNA increase in relation to week of gravidity. 3. Indirect relation between amount of cffDNA and week of gravidity was found in 150-300 bp fraction by Real-time PCR. Conclusion: Assembling of all 3 approaches indicates increase of longer cffDNA molecules during the gravidity while level of the short cffDNA molecule fragments probably remains from the approximately 9th w.g. the same.

• Klíčová slova
• neinvazivní prenatální diagnostika, real-time PCR, QF PCR, velikostní frakce,
• MeSH
• DNA krev   MeSH
• elektroforéza kapilární MeSH
• fragmentace DNA MeSH
• lidé MeSH
• lidské chromozomy X genetika   MeSH
• lidský chromozom Y genetika   MeSH
• mikrosatelitní repetice genetika   MeSH
• plod MeSH
• polymerázová řetězová reakce MeSH
• těhotenství MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• mužské pohlaví MeSH
• těhotenství MeSH
• ženské pohlaví MeSH

The capital city of Prague is one of the most polluted areas of the Czech Republic. The impact of air pollution on the level of chromosomal aberrations was systematically studied: analyses were performed using fluorescence in situ hybridization (FISH) with whole-chromosome painting for chromosomes #1 and #4. In the present study, we analyzed the levels of stable (one-way and two-way translocations) and unstable (acentric fragments) chromosomal aberrations in 42 mothers living in Prague and in their newborns. The average age of the mothers was 29 years (range, 20-40 years). Blood samples were collected from October 2007 to February 2008. The average levels of carcinogenic polycyclic aromatic hydrocarbons (c-PAHs) and benzo[a]pyrene (B[a]P) in respirable particles (PM2.5), as determined by stationary monitoring, were 21.0+/-12.3 ng/m(3) and 2.9+/-1.8 ng/m(3), respectively. We did not observe any effect of either c-PAH or B[a]P exposure on the genomic frequency of translocations (per 100 cells, F(G)/100) in either group due to their similar exposure during the winter months. The mean values of F(G)/100 representing stable aberrations were 0.09+/-0.13 vs 0.80+/-0.79 (p<0.001) for newborns vs mothers, indicating a significant increase of F(G)/100 with age. On the other hand, the frequency of unstable aberrations did not differ between the two groups. Our results demonstrate how the patterns of different types of aberration differed between newborns and mothers: we observed 64.3% unstable aberrations and 35.7% stable aberrations in newborns vs 19.7% and 80.3% in mothers, respectively. Our results indicate that after birth the frequencies of aberrations are very low and that the aberrations are represented mainly by acentric fragments. The changes observed in mothers show a shift to stable aberrations represented mainly by two-way translocations. The mother's age affected the level of aberrations in newborns: the group of children born to older mothers (31-40 years) had significantly increased F(G)/100 levels.

• MeSH
• chromozomální aberace MeSH
• dospělí MeSH
• fetální krev MeSH
• hybridizace in situ fluorescenční MeSH
• látky znečišťující vzduch toxicita   MeSH
• lidé MeSH
• malování chromozomů MeSH
• matka - expozice noxám škodlivé účinky   MeSH
• mutageny toxicita   MeSH
• novorozenec MeSH
• polycyklické aromatické uhlovodíky toxicita   MeSH
• těhotenství MeSH
• translokace genetická MeSH
• věk matky MeSH
• Check Tag
• dospělí MeSH
• lidé MeSH
• novorozenec MeSH
• těhotenství MeSH
• ženské pohlaví MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH
• práce podpořená grantem MeSH
• Geografické názvy
• Česká republika MeSH

Role of male factor in recurrent abortion and in vitro fertilization failure has not been fully defined yet and there is much controversy about evaluating male patients with normal semen analysis. One of the factors that might help establish the male role is DNA fragmentation index. However, strong correlation between this factor and quality of semen, has caused many clinicians to believe that it does not help in abortion and implantation failure. We aim to assess this factor in our patients. In a prospective observational study, we assessed age, duration of infertility, undesired fertility related events (assisted reproductive techniques attempts and abortions), semen parameters and DNA fragmentation index in patients with multiple abortions or in vitro fertilization failures and analysed the results by statistical software SPSS version 24. DNA fragmentation index was remarkably correlated with age, duration of infertility and semen parameters. Among all groups in our study, patients with abnormal semen analysis had statistically significant higher level of DNA fragmentation. Ten percent of patients with normal or slightly abnormal semen analysis had abnormally high SDFI (sperm DNA fragmentation index). Checking DNA fragmentation index is recommended in all couples with fertilization problems even in the presence of normal semen analysis. It might be more reasonable to assess it in aged men, long duration of infertility or candidates with remarkable semen abnormality.

• MeSH
• analýza spermatu MeSH
• fertilizace in vitro metody   MeSH
• fragmentace DNA MeSH
• habituální potrat * MeSH
• lidé MeSH
• mužská infertilita * diagnóza   genetika   MeSH
• senioři MeSH
• sperma MeSH
• spermie MeSH
• těhotenství MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• mužské pohlaví MeSH
• senioři MeSH
• těhotenství MeSH
• ženské pohlaví MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH
• pozorovací studie MeSH

DNA profilování – včetně určování pohlaví jedince – za pomoci mikrosatelitních markerů je v současnosti běžně užívaná genetická metoda studia člověka. Efektivní technikou produkující genetické údaje je amplifikace několika mikrosatelitních lokusů v jedné PCR reakci. Na tomto místě prezentujeme PCR-multiplex systém pro analýzu čtyř Y-STR polymorfních míst. Jedná se o DYS449, DYS456, DYS458 a DYS464. Tyto lokusy jsme vybrali s ohledem na jejich dokumentovanou vysokou diverzitu v euroamerické populaci (10) a s ohledem na jejich absenci v komerčně dostupných analytických soupravách. Celý PCR-multiplex systém je designován pro fragmentační analýzu metodou kapilárové elektroforézy na semi-automatickém genetickém analyzátoru za použití značení pouze jednou fluorescentní barvou. Hlavními oblastmi využití těchto polymorfismů by měly být forenzní a lidská populační genetika.

DNA profiling – inclusive sex determination – with microsatellite markers is currently a commonly used genetic method of studying humans. An efficient technique of producing the genetic data is amplification of multiple microsatellites in a single PCR reaction. Here we introduce a novel PCRmultiplex system for analysis of four polymorphic Y-STRs. Specifically, these are DYS449, DYS456, DYS458, and DYS464. These loci were chosen because of their reported high diversity in Euroamerican population (10), as well as their absence in the commercial analytical kits at the time of beginning of this study. Our objective was to design this PCR-multiplex for use of fragmentation analysis by electrophoresing samples on a capillary semi-automated genetic analyzer applying only one fluorescent dye. The PCR system we propose, may be notably used in fields such as forensic and human population genetics.

• MeSH
• alely MeSH
• chromozom Y genetika   klasifikace   MeSH
• elektroforéza kapilární MeSH
• finanční podpora výzkumu jako téma MeSH
• lidé MeSH
• mikrosatelitní repetice MeSH
• oligonukleotidy klasifikace   MeSH
• polymerázová řetězová reakce metody   MeSH
• polymorfismus genetický MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH

• MeSH
• DNA analýza   izolace a purifikace   MeSH
• genetický kód MeSH
• zvířata MeSH
• Check Tag
• zvířata MeSH

Východiska: Chromozomové přestavby hrají významnou roli v patofyziologii nádorů. Mezi mechanizmy vedoucí k jejich vzniku byla v nedávné době zařazena chromotripse. Ta způsobuje rozpad chromozomů a jejich opětovné seskupení s desítkami až stovkami přestaveb. Na rozdíl od klasického schématu nádorové transformace se při chromotripsi aberace nehromadí postupně, ale vznikají během jediné události. Vzniklé přestavby bývají rozsáhlé a často zapříčiňují aktivaci onkogenů či inaktivaci nádorových supresorů. Chromotripse je spojována s mnoha typy nádorů, především s nádory mozku a kostí. Byla však popsána nejen u nádorových onemocnění, ale i u vrozených poruch. Přesný mechanizmus vzniku nebyl dosud objasněn, existuje však několik modelů, z nichž nejpravděpodobnější se jeví vznik přestaveb následkem poškození DNA v tzv. mikrojádře. Stejně tak důsledky chromotripse pro průběh buněčných pochodů nejsou zatím plně pochopeny. U onkologických pacientů obecně je pozorována souvislost mezi chromotripsí a nepříznivou prognózou. Cíl: Záměrem tohoto článku je shrnout dosavadní poznatky o chromotripsi a předložit je čtenáři v přehledné podobě. Zaměřili jsme se na popsání základních rysů chromotripse, pravděpodobných mechanizmů jejího vzniku, důsledků na buněčné procesy a dále na poskytnutí přehledu onemocnění, u kterých se s ní můžeme setkat, přičemž pozornost je věnována zejména onkologickým onemocněním. Na závěr je uveden výhled pro využití dosavadních poznatků o chromotripsi při optimalizaci léčebných postupů u onkologických pacientů.

Background: Chromosome rearrangements play an important role in cancer pathophysiology. Recently, chromothripsis has been proposed among the mechanisms leading to their formation. Chromothripsis leads to fragmentation of chromosomes and their reconstitution with tens to hundreds of rearrangements clustered in small genome regions. In contrast to the traditional concept of malignant transformation, abnormalities caused by chromothripsis are not accumulated gradually but arise during a single event. The resulting structural variants are extensive and often cause oncogene activation or tumor suppressor inactivation. Chromothripsis is associated with many tumor types, especially with brain and bone tumors. Besides that, it has been described also in congenital disorders. The exact mechanism of chromothripsis origin has not been clarified yet; however, several hypotheses have been prosed, among which DNA damage in micronucleus seems to be most likely. Similarly, an impact of chromothripsis on cellular processes has not been fully understood, yet its association with unfavorable prognosis has been observed. Purpose: The purpose of this article is to summarize the current knowledge about chromothripsis and to present gathered pieces of information in a structured way. We focused on describing the basic features of chromothripsis, potential mechanisms of its origin, its impact on cellular processes and providing an overview of diseases where chromothripsis has been noted, with particular attention to cancer. Finally, we suggest a potential use of current knowledge about chromothripsis in the optimization of personalized treatment. Supported by Ministry of Health of the Czech Republic, grant no. 15-31834A. All rights reserved. The authors declare they have no potential conflicts of interest concerning drugs, products, or services used in the study. The Editorial Board declares that the manuscript met the ICMJE recommendation for biomedical papers. Submitted: 31. 12. 2018 Accepted: 19. 3. 2019

• MeSH
• chromothripsis * MeSH
• chromozomy MeSH
• DNA MeSH
• lidé MeSH
• mutace MeSH
• nádory * etiologie   genetika   terapie   MeSH
• oprava DNA MeSH
• strukturální variace genomu MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• Publikační typ
• práce podpořená grantem MeSH
• přehledy MeSH

Cieľ štúdie: Zavedenie metodiky QF-PCR pre detekciu najčastejšie sa vyskytujúcich chromozómových (trizómia 21, 18 a 13) a gonozómových aberácií na našom pracovisku z plodovej vody získanej pri amniocentéze v druhom trimestri. Overenie hypotézy možnosti detekcie chromozómových aberácií použitím STR markerov kitu Aneufast analýzou voľnej fetálnej DNA (ffDNA) izolovanej z plazmy matky s plodom postihnutým trizómiou 21. Typ štúdie: Prospektívna klinická štúdia. Názov a sídlo pracoviska: Gynekologicko-pôrodnícka klinika Jesseniovej lekárskej fakulty Univerzity Komenského a Univerzitnej Nemocnice Martin, Slovenská republika. Metodika: Vzorky plodovej boli získané od 67 žien (3 prípady dvojplodovej tehotnosti) v druhom trimestri gravidity (15. až 22. týždeň tehotnosti (t.t.)) boli vyšetrené multiplexnou QF-PCR kitom Aneufast a v prípade pozitivity pre trizómiu 21 aj kitom Devyser Resolution 21. Všetky vzorky boli zároveň vyšetrené konvenčnou cytogenetickou karyotypizáciou. Analýza ffDNA kitom Aneufast z plazmy 3 vysokorizikových žien odobratej v druhom trimestri (17. až 21. t.t.) prebehla po izolácii ffDNA kitom QIAamp DSP VirusKit. Trizómia 21 bola u týchto plodov potvrdená karyotypizáciou amniocytov v druhom trimestri. Výsledky: V súbore 70 vzoriek vyšetrenom pomocou QF-PCR bolo celkovo zachytených 7 patologických vzoriek z toho 6 trizómií 21 a 1 trizómia 18. U všetkých vzoriek vyšetrených metódou QF-PCR došlo ku 100% zhode s výsledkami cytogenetickej karyotypizácie. V prípade analýzy ffDNA nedošlo ku dostatočnej a teda interpretovateľnej amplifikácii potrebných úsekov chromozómu 21. Záver: QF-PCR sa ukázala ako spoľahlivá, rýchla, pomerne jednoduchá a finančne prijateľná metodika prenatálnej diagnostiky. Napriek dostupnosti a dobrému zavedeniu práce s kitom Aneufast, výsledky analýzy ffDNA nie sú uspokojivé. Vyšetrením ffDNA izolovanej z plazmy 3 žien s plodmi s trizómiou 21 sme nezískali interpretovateľné výsledky.

Objective: To introduce QF-PCR method for detection of the most common chromosomal (trisomy 21, 18 and 13) and gonosomal aneuploidies at our department in the second–trimester amniotic fluid. To test the hypothesis of chromosomal aneuploidies detection using STR markers of Aneufast? kit via analysing free fetal DNA (ffDNA) isolated from plasma of pregnant women with confirmed trisomy 21 in fetus. Design: A prospective clinical study. Setting: Department of Obstetrics and Gynecology, Jessenius Faculty of Medicine and University Hospital in Martin, Slovak Republic. Methods: The samples of amniotic fluid were obtained from 67 women (twin pregnancy in 3 cases) in the 2nd trimester (15th to 22nd gestational week (g.w.)). Samples were examined using multiplex QF-PCR via Aneufast kit. In the case of positivity for trisomy 21, they were re-examined using Devyser Resolution 21 kit. All samples were parallelly evaluated by cytogenetic karyotyping. We also analyzed ffDNA from the plasma of 3 high-risk women using Aneufast kit. The plasma samples were obtained in the 2nd trimester(17th to 21st g.w.). Qiaamp DSP Virus kit was used for ffDNA isolation. Trisomy 21 of 3 fetuses was confirmed by karyotyping after 2nd trimester amniocentesis. Results: In the cohort of 70 samples, 7 pathological results (six trisomies 21 and one trisomy 18) were obtained. There was 100% concordance with cytogenetic karyotype in all samples examined by QF-PCR. The amplification of tracked chromosome 21 fragments was not evaluable in the case of ffDNA analysis. Conclusion: QF-PCR was approved as reliable, rapid, quite simple and financially bearable method of prenatal diagnostics. Despite the fact of good availability and work implementation of Aneufast? kit, results of ffDNA analysis are insufficient. We did not obtain interpretable results after ffDNA analysis from maternal plasma in trisomy 21 fetuses.

• Klíčová slova
• QF-PCR, ffDNA,
• MeSH
• chromozomální aberace MeSH
• cytogenetika MeSH
• DNA * analýza   MeSH
• dospělí MeSH
• druhý trimestr těhotenství MeSH
• karyotypizace MeSH
• krevní plazma MeSH
• lidé MeSH
• plod * MeSH
• polymerázová řetězová reakce * metody   využití   MeSH
• prenatální diagnóza MeSH
• trizomie MeSH
• Check Tag
• dospělí MeSH
• lidé MeSH
• ženské pohlaví MeSH
• Publikační typ
• práce podpořená grantem MeSH

Cíl studie: Rychlá detekce nejčastějších aneuploidií pomocí metody multiplex QF PCR na nekultivovaných vzorcích choriové tkáně. Shrnutí výsledků aplikace multiplex QF PCR v managmentu péče o těhotné ženy v prvním trimestru gravidity. Typ studie: Původní práce. Název a sídlo pracoviště: Ústav lékařské genetiky a fetální medicíny FN a LF UP, Olomouc. Metodika: Vzorky choriové tkáně byly získány od 101 gravidních žen. Nekultivované vzorky byly zpracovány metodou multiplex QF PCR. Analyzovány byly STR lokusy chromozomů 13, 18, 21 a X, Y. Tyto markery byly amplifikovány ve 2 oddělených multiplex PCR reakcích za stejných podmínek a podrobeny fragmentační analýze v kapilární elektroforéze. Výsledky: Všech 101 analyzovaných vzorků choriové tkáně bylo úspěšně amplifikováno. V tomto souboru bylo metodou multiplex QF PCR celkem detekováno 16 patologií u plodů. Ve dvou případech se jednalo o triploidii, v sedmi případech byla zachycena trizomie chromozomu 21 – Downův syndrom, v šesti případech pak trizomie chromozomu 18 – Edwardsův syndrom a jednou byla odhalena monozomie gonozomu X – Turnerův syndrom. Závěr: Metoda multiplex QF PCR je nedílnou součástí screeningu prvního trimestru a poskytuje rychle dostupný a spolehlivý výsledek u vyšetřovaných pacientek.

Objective: Rapid detection of most frequent aneuploidies by the multiplex QF PCR method in non-cultured samples of chorial tissue. Summarized results of QF PCR method applied in the management of care of pregnant women in the first trimester of pregnancy. Type of study: An original contribution. Setting: Institute of Medical Genetics and Fetal Medicine, Faculty Hospital and Medical Faculty, Palacky University Olomouc. Methods: The samples of chorial tissue were obtained from 101 pregnant women. Non-cultured samples were processed by the multiplex QF PCR method. STR loci of chromosomes 13, 18, 21 and X and Y were analyzed. These markers were amplified in two separate multiplex PCR reactions under the same conditions and subjected to fragmentation analysis in capillary electrophoresis. Results: All 101 analyzed samples of chorial tissue were successfully amplified. In this group, 16 pathologies of the fetuses were detected by the multiplex QF PCR method. Triploidy was detected in two cases, trisomy of chromosome 21 – Down syndrome was found in seven cases, and trisomy of chromosome 18 – Edwards syndrome was found in six cases and monosomy of gonosome X – the Turner’ s syndrome was revealed once. Conclusions: The multiplex QF PCR method is an indispensable part of the screening of the first trimester and provides a rapidly available and reliable result in the examined patients.

• MeSH
• aneuploidie MeSH
• cytogenetické vyšetření metody   trendy   využití   MeSH
• finanční podpora výzkumu jako téma MeSH
• genetické testování etika   metody   MeSH
• lidé MeSH
• polymerázová řetězová reakce metody   využití   MeSH
• prenatální diagnóza metody   trendy   využití   MeSH
• první trimestr těhotenství genetika   MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• Publikační typ
• srovnávací studie MeSH