chromosomal inversions
Dotaz
Zobrazit nápovědu
Pericentrické inverze lidských chromozómů jsou přestavby, které vznikají dvěma zlomy na krátkém a na dlouhém rameni chromozómu a následným otočením a znovu připojením odděleného segmentu v opačné poloze. Tato abnormalita nevede u převážné většiny nosičů k žádnému klinickému projevu. Avšak základním rizikem nosičství inverzí je možnost vzniku rekombinační aneusomie - další přestavby invertovaného chromozómu, ke které může dojít v průběhu gametogeneze. Koncepce z rekombinované gamety většinou vede ke spontánnímu potratu, nebo k narození těžce postiženého jedince. Riziko rekombinace u každé nově zachycené inverze je třeba individuálně posoudit. Čím větší část chromozómu je zahrnuta v pericentrické inverzi, tím menší je rozsah vzniklé duplikace a deficience chromozomových částí v důsledku rekombinace, a tím je také větší životaschopnost postiženého plodu. V rodinách, ve kterých již byl výskyt rekombinace zjištěn, je plně indikováno chromozomální vyšetření plodu. Dále je nutné prenatální vyšetření nabídnout přinejmenším tehdy, je-li přestavba evidována v seznamu rizikových inverzí anebo je-li rozsahem větší, než uvedené inverze. Vedle rizikových existují také inverze „bezpečné“ bez prokázané rekombinace, mezi které patří především drobná, často se vyskytující přestavba chromozómu 2 - inv(2)(p11q13) a inverze na chromozómu 10 - inv(10)(p11q21).
Pericentric inversions of human chromosomes represent rearrangements are formed between two breaks on the short and on long arms of the chromosome with following rotation and new connection of the separated segment in the reversed position. The abnormality does not result in most of the carriers to any clinical manifestations. However, the basic risk the carriers of such inversion are exposed is the possibility of formation of a recombinant aneusomy - later transformation of the inverted chromosome during gametogenesis. Conception by the recombinant gamete usually results in spontaneous abortion or to a birth of seriously affected individual. The risk of recombination has to be in every newly registered inversion individually considered. The larger part of chromosome is taken into the pericentic inversion, the smaller is the extent of resulting duplication and smaller is the deficiency of chromosomal parts, which results from the recombination. The higher is then the viability of the affected foetus. In families with detected recombination, chromosomal examination is fully recommended. Prenatal examination is also indicated when the transformation is listed among the risk inversions or it has larger extent then recorded inversions. Beside the risk inversions, also the „safe“ inversions exist, which include minor and frequently occurring transformation of chromosome No 2 - inv(2)(p11q13) and inversion of chromosome 10 - inv(10)(p11q21).
Výskyt paracentrických inverzí v běžné populaci není přesně stanoven, kolísá od 0,09 do 0,49 případů na 1000 jedinců. Párování homologních chromozómů při meióze bývá u těchto inverzímaximalizováno zformováníminverzní smyčky. Pokud v této smyčce dojde ke crossing-overu, může vzniknout acentrický a dicentrický chromozóm. Ve výsledných gametách tak dochází k různým duplikacím a deficiencím, které vedou k neživotaschopnosti plodu. Z tohoto pravidla existují výjimky, jednou z nich může být tzv. rekombinace U smyčkou. Jde o abnormální proces na základě chromatidových zlomů a znovuspojení, výsledkem jsou monocentrické rekombinované chromozómy. Většina paracentrických inverzí u člověka nepředstavuje větší riziko a pravděpodobnost narození dítěte s nevyváženým karyotypem je u heterozygotů – nosičů této inverze – relativně nízká. Proto je při těhotenství náhodně zachycených nosičů nabídka prenatálního vyšetření chromozómů víceméně nezávazná. Je však třeba mít na paměti, že u některých případů je velmi obtížné rozlišit paracentrickou inverzi od paracentrické inzerce – riziko inzerce je okolo 15 %. Dojde-li v plodové vodě k zachycení paracentrické inverze vzniklé de novo, to znamená, že rodiče mají karyotyp normální, je vhodné partnerům sdělit riziko postižení plodu ve výši 6,7 %, které je v podstatě platné pro všechny nově vzniklé dvouzlomové přestavby.
The incidence of paracentric inversions in the general population has not been clearly established, it ranges from 0.09 to 0.49/1,000. Homologue pairing during meiosis in a paracentric-inversion heterozygote is maximized by the formation of an inversion loop. If a crossing-over occurs within this loop, dicentric and acentric chromosomes are formed. Resulting gametes can have variety of duplications and deficiencies and give a non-viable progeny. One of the exceptions to the rule is a mutation event „U loop recombination“. FromU-loop event a monocentric recombinant chromosome can arise by an abnormal process, which involves chromatid breakage and reunion. Most of the paracentric inversions inman are harmless and the risk of heterozygotes having a child with an unbalanced karyotype is relatively low. In carriers of an accidentally discovered paracentric inversion, amniocentesis is optional. However, in some cases, it is difficult to distinguish between a paracentric inversion and paracentric insertion - the risk of the insertion is about 15 %. When a de novo inversion is detected in amniotic fluid, the overall risk for two-break rearrangements is 6.7 %.
Recent advances in sequencing allow population-genomic data to be generated for virtually any species. However, approaches to analyse such data lag behind the ability to generate it, particularly in nonmodel species. Linkage disequilibrium (LD, the nonrandom association of alleles from different loci) is a highly sensitive indicator of many evolutionary phenomena including chromosomal inversions, local adaptation and geographical structure. Here, we present linkage disequilibrium network analysis (LDna), which accesses information on LD shared between multiple loci genomewide. In LD networks, vertices represent loci, and connections between vertices represent the LD between them. We analysed such networks in two test cases: a new restriction-site-associated DNA sequence (RAD-seq) data set for Anopheles baimaii, a Southeast Asian malaria vector; and a well-characterized single nucleotide polymorphism (SNP) data set from 21 three-spined stickleback individuals. In each case, we readily identified five distinct LD network clusters (single-outlier clusters, SOCs), each comprising many loci connected by high LD. In A. baimaii, further population-genetic analyses supported the inference that each SOC corresponds to a large inversion, consistent with previous cytological studies. For sticklebacks, we inferred that each SOC was associated with a distinct evolutionary phenomenon: two chromosomal inversions, local adaptation, population-demographic history and geographic structure. LDna is thus a useful exploratory tool, able to give a global overview of LD associated with diverse evolutionary phenomena and identify loci potentially involved. LDna does not require a linkage map or reference genome, so it is applicable to any population-genomic data set, making it especially valuable for nonmodel species.
- MeSH
- Anopheles klasifikace genetika MeSH
- chromozomální inverze * MeSH
- jednonukleotidový polymorfismus MeSH
- molekulární evoluce MeSH
- populační genetika metody MeSH
- sekvenční analýza DNA MeSH
- shluková analýza MeSH
- Smegmamorpha klasifikace genetika MeSH
- vazebná nerovnováha * MeSH
- výpočetní biologie metody MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- hodnotící studie MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
Chromosomal inversions occur in natural populations of many species, and may underlie reproductive isolation and local adaptation. Traditional methods of inversion discovery are labor-intensive and lack sensitivity. Here, we report the use of three-dimensional contact probabilities between genomic loci as assayed by chromosome-conformation capture sequencing (Hi-C) to detect multi-megabase polymorphic inversions in four barley genotypes. Inversions are validated by fluorescence in situ hybridization and Bionano optical mapping. We propose Hi-C as a generally applicable method for inversion discovery in natural populations.
Human chromosome inversions are types of balanced structural variations, making them difficult to analyze. Thanks to PEM (paired-end sequencing and mapping), there has been tremendous progress in studying inversions. Inversions play an important role as an evolutionary factor, contributing to the formation of gonosomes, speciation of chimpanzees and humans, and inv17q21.3 or inv8p23.1 exhibit the features of natural selection. Both inversions have been related to pathogenic phenotype by directly affecting a gene structure (e.g., inv5p15.1q14.1), regulating gene expression (e.g., inv7q21.3q35) and by predisposing to other secondary arrangements (e.g., inv7q11.23). A polymorphism of human inversions is documented by the InvFEST database (a database that stores information about clinical predictions, validations, frequency of inversions, etc.), but only a small fraction of these inversions is validated, and a detailed analysis is complicated by the frequent location of breakpoints within regions of repetitive sequences.
Východisko. Morfologická a imunofenotypizační vyšetření u B nehodgkinských maligních lymfomů (B-NHL) jsou v některých případech (15 %) nedostačující k detekci neoplastické populace. Cílem práce bylo využít abnor- málních změn v genomu NHL a detekovat malignitu na molekulární úrovni pomocí polymerázové řetězové reakce (PCR). Metody a výsledky. Bylo vyšetřeno 90 pacientů (48 mužů, věkové rozmezí 18 - 76 roků, průměrný věk 53 let, a 42 žen, věkové rozmezí 20 - 86 roků, průměrný věk 54 let) s různým typem onemocnění B-NHL na přítomnost klonálního přeskupení (restrukturace) genu pro těžký řetězec imunoglobulinů (gen IgH) a 32 pacientů (12 mužů, věkové rozmezí 45 - 69 roků, průměrný věk 52 let, a 20 žen, věkové rozmezí 29 - 85 roků, průměrný věk 53 let) s diagnózou centrocyto-centroblastický lymfom (CCCB) na translokaci t(14,18) z DNA izolované z lymfatických uzlin, kostní dřeně a periferní krve. Translokace (14,18) byla nalezena u 38 % vyšetřovaných lymfatických uzlin, 36 % kostní dřeně a u 50 % periferní krve. IgH PCR pozitivita závisela na typu analyzovaného lymfomu. Zatímco u nízkomaligních onemocnění byla klonální restrukturace zjištěna u všech vyšetřovaných, u vyššího stupně malig- nity byla o třetinu nižší (62 %). U folikulárních lymfomů pozitivita IgH PCR závisela na zdroji DNA. V kostní dřeni bez leukemizace byla pozitivita zjištěna u 50 % vyšetřovaných, v kostní dřeni s leukemizací pak u 64 %. V periferní krvi s infiltrací kostní dřeně bez leukemizace bylo nalezeno 71 % a v případě, kdy byla periferní krev a kostní dřeň bez morfologických změn, 64 % pozitivních případů. Společným použitím IgH PCR a t(14,18) PCR jsme detekovali neoplastickou populaci u 81 % nemocných s folikulárním lymfomem. Závěry. Detekce klonálního přeskupení IgH genu a t(14,18) pomocí PCR jsou vhodnou doplňující metodikou pro stanovení maligních populací lymfocytů u B-NHL, obzvláště v případech, kdy morfologická a imunofenotypizační kritéria nepřináší jednoznačný výsledek.
Background. Morphology and immunological marker analysis are insufficient to detect neoplastic population in some cases (15%) of non-Hodgkin´s lymphomas (B-NHL). Aim of the study was to detect malignancy at molecular level using polymerase chain reaction. Methods and Results. We examined a diverse set of B-NHL (90 patients - 48 men, range 18 - 76 years, mean age 53 years and 42 women, range 20 - 86 years, mean age 54 years) to detect immunoglobulin heavy chain (IgH) rearrangement. 32 patients with centroblastic-centrocytic lymphomas (12 men, range 45 - 64 years, mean age 52 years and 20 women, range 29 - 85 years, mean age 53 years) were also studied for translocation (14,18). DNA was isolated from lymphatic nodes, bone marrows and peripheral blood. Translocation (14,18) was founded in 38 % lymphatic nodes, 36 % bone marrows and in 50 % of peripheral blood. The detection rate of IgH PCR varried according to the morphologic type of the analyzed lymphoma specimen. A high detection rate (100%) was observed in low-grade lymphoma, while in high-grade lymphoma was in 62 %. In bone marrows samples from follicular lymphomas, IgH PCR positivity was observed in 50 % cases without leukaemic blood picture and in 64 % cases with lymphoma cells in peripheral blood picture. In peripheral blood with bone marrow infiltration, but without the presence of lymphoma cells (morphological assessment) we observed 71 % IgH PCR positive samples. In case, when bone marrow and peripheral blood were morphologic negative, we identified 64 % positive cases. Using t(14,18) and IgH PCR we detected neoplastic population in 81 % follicular lymphomas. Conclusions. IgH PCR and t(14,18) PCR are convenient additional technology for detection of neoplastic lymphocytes in B-NHL, particularly when morphology and immunological marker analysis are insufficient.
Cíl studie: Analýza úspěšnosti prenatální diagnostiky a sekundární prevence vybraných typů chromozomálních aberací v České republice v roce 2007. Aktualizace dat za období 1994 - 2006 podle jednotlivých vybraných diagnóz. Typ studie: Retrospektivní epidemiologická analýza prenatálního a postnatálního záchytu vybraných typů chromozomálních aberací a efektivity jejich prenatální diagnostiky. Materiál a metodika: V práci byla použita data o prenatálně a postnatálně diagnostikovaných vrozených vadách v České republice v období let 1994 – 2007. Data o prenatálně diagnostikovaných a pro tuto vrozenou vadu předčasně ukončených těhotenství byla získána z jednotlivých pracovišť prenatální diagnostiky a lékařské genetiky v ČR. Data o diagnózách u narozených dětí byla získána z Národního registru vrozených vad vedeného v Ústavu zdravotnických informací a statistiky České republiky. Byly analyzovány absolutní počty a stanoveny incidence za celé sledované období. Dále byla vyhodnocena úspěšnost sekundární prevence těchto vad. V naší analýze jsme sledovali incidence těchto vybraných typů chromozomálních aberací: Downův syndrom, Edwardsův syndrom, Patauův syndrom, Turnerův syndrom, syndrom 47,XXX, Klinefelterův syndrom a syndrom 47,XYY. Výsledky: Grafy ukazují vzájemné zastoupení těchto diagnóz: Downův syndrom, Edwardsův syndrom, Patauův syndrom, jiné autozomální odchylky a jiné gonozomální odchylky. V České republice v současné době u případů ukončených těhotenství významně dominují trizomie chromozomů 13, 18 a 21 – představují zhruba 70 % všech chromozomálních aberací; u případů neukončených je nejvíce zastoupená skupina „jiné chromozomální odchylky“, která představuje více než dvě třetiny diagnóz. Výsledky jednotlivých analyzovaných diagnóz jsou uvedeny v grafech. Každé diagnóze jsou věnovány dva grafy – první (a) ukazuje absolutní počty a druhý (b) relativní incidence na 10 000 živě narozených. Údaje jsou uvedeny jak pro případy u narozených, tak pro případy prenatálně diagnostikované a pro tuto vadu ukončené. Doplňující údaje ke všem sledovaným diagnózám jsou pak uvedeny v tabulce 1. První část je věnována numerickým aberacím autozomů (Downův, Edwardsův a Patauův syndrom), druhá pak numerickým aberacím gonozomů (Turnerův a Klinefelterův syndrom, syndrom 47,XXX a 47,XYY). V případě Downova syndromu bylo zachyceno celkem 2 244 diagnóz (16,58 na 10 000 živě narozených) a sekundární prevence byla 63,37 % (95% CI 56,65 – 70,10). Edwardsův syndrom - celkem registrováno 521 diagnóz (3,85 na 10 000 živě narozených) při sekundární prevenci 79,93 % (95% CI 75,34 – 84,53). Třetí sledovanou aberací je Patauův syndrom, celkem bylo zachyceno 201 diagnóz (1,49 na 10 000 živě narozených) a sekundární prevence této vady byla v průměru 68,87 % (95% CI 58,83 – 78,91). Druhou sledovanou a prezentovanou skupinou jsou vybrané gonozomální aberace. První z této skupiny – Turnerův syndrom byl zachycen v počtu 380 diagnóz (2,81 na 10 000 živě narozených) a sekundární prevence vady byla v průměru 79,89 % (95% CI 73,00 – 86,79). Významně méně zastoupená diagnóza syndromu 47,XXX byla nalezena pouze v 61 případech (0,45 na 10 000 živě narozených), sekundární prevence je 59,74 % (95% CI 40,21 – 79,27). Třetí sledovanou vadou v této skupině je Klinefelterův syndrom. Celkem bylo v tomto období diagnostikováno 163 případů a byla zjištěna průměrná incidence 1,20 na 10 000 živě narozených. Průměrná sekundární prevence byla 73,65 % (95% CI 66,63 – 80,68). Poslední sledovanou vadou je další gonozomální aberace – Syndrom 47,XYY. Z registrovaných případů vyplývá, že je z této skupiny nejméně častá – 22 případů a relativní incidence je 0,16 na 10 000 živě narozených. Sekundární prevence je v průběhu díky nízké četnosti rozkolísaná, s průměrem 54,76% (95% CI 31,24 – 78,28). Závěr: Práce předkládá aktualizované výsledky analýz absolutního počtu, frekvence, incidence a procenta prenatálního záchytu 7 vybraných závažných vrozených chromozomálních aberací v České republice v období 1994 – 2007. Stanovili jsme incidence těchto sedmi závažných aberací v České republice pro celkové počty těchto diagnóz (prenatálně + postnatálně diagnostikované případy): Downův syndrom 16,58 na 10 000 živě narozených; Edwardsův syndrom 3,85 na 10 000 živě narozených; Patauův syndrom 1,49 na 10 000 živě narozených; Turnerův syndrom 2,81 na 10 000 živě narozených; syndrom 47,XXX 0,45 na 10 000 živě narozených; Klinefelterův syndrom 1,20 na 10 000 živě narozených a syndrom 47,XYY 0,16 na 10 000 živě narozených. Tyto nalezené incidence odpovídají v případě trizomií 13, 18 a 21 jak literárně uváděným incidencím, tak i v současnosti publikovaným incidencím z populačních přehledů mezinárodních organizací sledujících incidence vrozených vad v mezinárodním měřítku (International Cleringhouse for Birth Defects Surveillance and Research /ICBDSR/ a European Surveillance of Congenital Anomalies /EUROCAT/). V případě syndromu Turnerova, Klinefelterova a syndromů 47,XXX a 47,XYY jsou námi zjištěné incidence odpovídající údajům z populačních epidemiologických studií (EUROCAT a ICBDSR), jsou však nižší než některé literární údaje, což odpovídá možnému pozdějšímu záchytu těchto diagnóz (nad 15 let věku dítěte).
An analysis of prenatal diagnostics efficiency of selected types of chromosomal aberrations in the Czech Republic in 2007. Update of 1994-2007 data according to particular selected diagnoses. TYPE OF STUDY: Retrospective epidemiological analysis of pre- and postnatal chromosomal aberrations diagnostics and its efficiency. MATERIAL AND METHODS: Data on pre- and postnatally diagnosed birth defects in the Czech Republic during 1994-2007 were used. Data on prenatally diagnosed birth defects (and for terminated pregnancies) were collected from particular departments of prenatal diagnostics, medical genetics and ultrasound diagnostics in the Czech Republic, data on birth defects in births from the National Birth Defects Register (Institute for Health Information and Statistics). Total numbers over the period under the study, mean incidences of selected types of chromosomal aberrations and mean prenatal diagnostics efficiencies were analyzed. Following chromosomal aberrations were studied: Down, Edwards, Patau, Turner and Klinefelter syndromes and syndromes 47,XXX and 47,XYY. RESULTS: A relative proportion of Down, Edwards and Patau syndromes as well as other autosomal and gonosomal aberration is presented in figures. Recently, trisomies 13, 18 and 21 present around 70% of all chromosomal aberrations in selectively aborted fetuses, in other pregnancies, "other chromosomal aberrations" category (mostly balanced reciprocal translocations and inversions) present more than 2/3 of all diagnoses. During the period under the study, following total numbers, mean relative incidences (per 10,000 live births, in brackets) and mean prenatal diagnostics efficiency (in %) were found in following chromosomal syndromes: Down syndrome 2,244 (16.58) and 63.37%, Edwards syndrome 521 (3.85) and 79.93%, Patau syndrome 201 (1.49) and 68.87%, Turner syndrome 380 (2.81) and 79.89%, 47,XXX syndrome 61 (0.45) and 59.74%, Klinefelter syndrome 163 (1.20) and 73.65% and 47,XYY syndrome 22 (0.16) and 54.76%. CONCLUSIONS: The study gives updated results of incidences analysis of both pre- and postnatally diagnosed chromosomal birth defects in the Czech Republic during the 1994-2007 period. Incidences found in our study correspond (in case of trisomies 13, 18 and 21) with those published widely in literature as well as with those found in large-scale international studies (ICBDSR, EUROCAT). In case of gonosomal aberrations, incidences found in this study are lower that those published, most probably due to a later registration (over 15 years of age of the child) of these diagnoses.
- MeSH
- chromozomální aberace MeSH
- chromozomální poruchy diagnóza epidemiologie MeSH
- incidence MeSH
- lidé MeSH
- prenatální diagnóza MeSH
- těhotenství MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- těhotenství MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Geografické názvy
- Česká republika MeSH
Prenatální diagnostika má v současné medicíně a lékařské praxi stále větší význam. Řada závažných onemocnění nebo vrozených vývojových vad je spojena s tzv. chromozomálními aberacemi. Prenatální diagnostika je zaměřena z velké části právě na detekci těchto chromozomálních změn. Porozumění možnostem a principům prenatální diagnostiky je tak důležité pro lékaře všech oborů, protože napomáhá nejen rozvoji znalostí metod moderní medicíny, ale i pochopení etiologie těchto onemocnění.
Prenatal diagnostics has greater importance/bearing in current medicine and medical practice. Many serious disorders and congenital defects are connected with chromosomal aberrations. Prenatal diagnostics detects these chromosomal aberrations. Understanding the possibilities and principles of prenatal diagnostics is important for medical doctors of all professions – because it helps with the understanding of modern medical methods and the aetiology of these disorders.
- Klíčová slova
- vrozené vývojové vady, QF-PCR (kvantitativní fluorescenční polymerázová řetězová reakce),
- MeSH
- amniocentéza MeSH
- aneuploidie MeSH
- časná diagnóza MeSH
- chromozomální aberace klasifikace MeSH
- cytogenetické vyšetření metody MeSH
- druhý trimestr těhotenství MeSH
- hybridizace in situ fluorescenční metody MeSH
- komplikace těhotenství MeSH
- lidé MeSH
- nemoci plodu diagnóza MeSH
- odběr choriových klků MeSH
- plodová voda cytologie MeSH
- plošný screening MeSH
- polymerázová řetězová reakce metody MeSH
- prenatální diagnóza metody MeSH
- první trimestr těhotenství MeSH
- těhotenské testy MeSH
- těhotenství MeSH
- vrozené vady etiologie klasifikace MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- těhotenství MeSH
- ženské pohlaví MeSH
