Определение генетической причины остановки созревания ооцитов человека с использованием метода полногеномного секвенирования

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Женская фертильность зависит от успешного созревания ооцитов, сложного и точно регулируемого клеточного процесса, который готовит их к оплодотворению и последующему эмбриональному развитию. Однако с возрастом и наступлением репродуктивного старения вероятность возникновения ошибок в этом процессе значительно возрастает. Эти возрастные изменения сопровождаются накоплением генетических и эпигенетических нарушений, митохондриальной дисфункцией, а также изменениями в работе цитоскелета, что увеличивает риск дефектов созревания ооцитов, аномалий эмбрионального развития и бесплодия. В этом исследовании мы провели генетический анализ пациентки с женским бесплодием из-за остановки созревания ооцитов и выявили гетерозиготный вариант c.527C>T (p.Ser176Leu) в гене TUBB8, который нарушает образование микротрубочек и приводит к дефектам формирования мейотического веретена и аресту ооцитов. Сообщалось, что варианты гена TUBB8, кодирующего важный компонент микротрубочек, участвуют в патогенезе остановки созревания ооцитов, аномального оплодотворения и других нарушений. Эти изменения могут быть более выраженными у женщин с признаками репродуктивного старения.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. А. Аракелян

Научно-технологический университет «Сириус»

Email: manakhov@rogaevlab.ru

Центр генетики и наук о жизни

Россия, 354340, Краснодарский край, пгт. Сириус

А. П. Григоренко

Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова

Email: manakhov@rogaevlab.ru
Россия, 119991, Москва

В. М. Петрова

Научно-технологический университет «Сириус»

Email: manakhov@rogaevlab.ru

Центр генетики и наук о жизни

Россия, 354340, Краснодарский край, пгт. Сириус

Е. Василевская

Научно-технологический университет «Сириус»

Email: manakhov@rogaevlab.ru

Центр генетики и наук о жизни

Россия, 354340, Краснодарский край, пгт. Сириус

Д. В. Исламгулов

Клиника Фомина

Email: manakhov@rogaevlab.ru
Россия, 450078, Уфа

А. В. Долгих

Клиника Фомина

Email: manakhov@rogaevlab.ru
Россия, 450078, Уфа

А. Д. Манахов

Научно-технологический университет «Сириус»; Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: manakhov@rogaevlab.ru

Центр генетики и наук о жизни

Россия, 354340, Краснодарский край, пгт. Сириус; 119991, Москва

Список литературы

  1. Feng R., Sang Q., Kuang Y. et al. Mutations in TUBB8 and human oocyte meiotic arrest // N. Engl. J. Med. 2016. V. 374. № 3. P. 223–232. https://doi.org/10.1056/NEJMoa1510791
  2. Lin T. Liu, W., Han W. et al. Genetic screening and analysis of TUBB8 variants in females seeking ART // Reproductive Biomedicine Online. 2023. V. 46. № 2. P. 244–254.
  3. Chen B., Wang W., Peng X. et al. The comprehensive mutational and phenotypic spectrum of TUBB8 in female infertility // Eur. J. Hum. Genet. 2019. V. 27. № 2. P. 300–307. https://doi.org/10.1038/s41431-018-0283-3
  4. Li H., Durbin R. Fast and accurate short read alignment with Burrows-Wheeler transform // Bioinformatics. 2009. V. 25. № 14. P. 1754–1760. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btp324
  5. McKenna A., Hanna M., Banks E. et al. The Genome Analysis Toolkit: A MapReduce framework for analyzing next-generation DNA sequencing data // Genome Research. 2010. V. 20. № 9. P. 1297–1303.
  6. Janke C. The tubulin code: Molecular components, readout mechanisms, and functions // J. Cell Biol. 2014. V. 206. № 4. P. 461–472. https://doi.org/10.1083/jcb.201406055
  7. Cao T., Guo J., Xu Y. et al. Two mutations in TUBB8 cause developmental arrest in human oocytes and early embryos // Reprod. Biomed. Online. 2021. V. 43. № 5. P. 891–898. https://doi.org/10.1016/j.rbmo.2021.07.020
  8. Chen B., Li B., Li D. et al. Novel mutations and structural deletions in TUBB8: Expanding mutational and phenotypic spectrum of patients with arrest in oocyte maturation, fertilization or early embryonic development // Hum. Reprod. 2017. V. 32. № 2. P. 457–464. https://doi.org/10.1093/humrep/dew322
  9. Chen T., Bian Y., Liu X. et al. A recurrent missense mutation in ZP3 causes empty follicle syndrome and female infertility // Am. J. Hum. Genet. 2017. V. 101. P. 459–465. https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2017.08.001
  10. Dai C., Hu L., Gong F. et al. ZP2 pathogenic variants cause in vitro fertilization failure and female infertility // Genet. Med. 2019. V. 21. P. 431–440. https://doi.org/10.1038/s41436-018-0064-y
  11. Huang L., Tong X., Luo L. et al. Mutation analysis of the TUBB8 gene in nine infertile women with oocyte maturation arrest // Reprod. Biomed. Online. 2017. V. 35. P. 305–310. https://doi.org/10.1016/j.rbmo.2017.05.017
  12. Maddirevula S., Coskun S., Alhassan S. et al. Female infertility caused by mutations in the oocyte-specific translational repressor PATL2 // Am. J. Hum. Genet. 2017. V. 101. № 4. P. 603–608. https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2017.08.009
  13. Sang Q., Li B., Kuang Y. et al. Homozygous mutations in WEE2 cause fertilization failure and female infertility // Am. J. Hum. Genet. 2018. V. 102. P. 649–657. https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2018.02.015
  14. Wang A.C., Zhang Y.S., Wang B.S. et al. Mutation analysis of the TUBB8 gene in primary infertile women with arrest in oocyte maturation // Gynecol. Endocrinol. 2018. V. 34. № 10. P. 900–904. https://doi.org/10.1080/09513590.2018.1464138
  15. Xing Q., Wang R., Chen B. et al. Rare homozygous mutation in TUBB8 associated with oocyte maturation defect-2 in a consanguineous mating family // J. Ovarian Res. 2020. V. 13. № 1. P. 42. https://doi.org/10.1186/s13048-020-00637-4
  16. Yang P., Yin C., Li M. et al. Mutation analysis of tubulin beta 8 class VIII in infertile females with oocyte or embryonic defects // Clin. Genet. 2021. V. 99. № 1. P. 208–214. https://doi.org/10.1111/cge.13855
  17. Zhang Z., Li B., Fu J. et al. Bi-allelic missense pathogenic variants in TIRP13 cause female infertility characterized by oocyte maturation arrest // Am. J. Hum. Genet. 2020. V. 107. № 1. P. 15–23. https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2020.05.001
  18. Zhao L., Guan Y., Wang W. et al. Identification novel mutations in TUBB8 in female infertility and a novel phenotype of large polar body in oocytes with TUBB8 mutations // J. Assist. Reprod. Genet. 2020. V. 37. № 8. P. 1837–1847. https://doi.org/10.1007/s10815-020-01830-6
  19. Zhao L., Xue S., Yao Z. et al. Biallelic mutations in CDC20 cause female infertility characterized by abnormalities in oocyte maturation and early embryonic development // Protein Cell. 2020. V. 11. P. 921–927. doi: 10.1007/s13238-020-00756-0
  20. McLaren W., Gil L., Hunt S.E. et al. The ensembl variant effect predictor // Genome Biol. 2016. V. 17. P. 122. https://doi.org/10.1186/s13059-016-0974-4
  21. Karczewski K.J., Francioli L.C., Tiao G. et al. The mutational constraint spectrum quantified from variation in 141,456 humans // Nature. 2020. V. 581. № 7809. P. 434–443. https://doi.org/10.1038/s41586-020-2308-7
  22. Vaser R., Adusumalli S., Leng S.N. et al. SIFT missense predictions for genomes // Nat. Protoc. 2016. V. 11. № 1. P. 1–9. https://doi.org/10.1038/nprot.2015.123
  23. Adzhubei I.A., Schmidt S., Peshkin L. et al. A method and server for predicting damaging missense mutations // Nat. Methods. 2010. V. 7. № 4. P. 248–249. https://doi.org/ 10.1038/nmeth0410-248

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Результаты секвенирования методом Сэнгера пробанда и членов ее семьи (TUBB8 c.527C>T, p.Ser176Leu).

Скачать (225KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025