Как работает преимплантационное генетическое тестирование

Когда тестирование проводится на взрослом или ребенке или даже на развивающемся ребенке, можно взять и протестировать большое количество клеток. Но преимплантационное генетическое тестирование проводится только на одной или нескольких клетках. Он должен быть гораздо более чувствительным, поэтому он отличается от других типов генетических тестов.

Преимплантационное генетическое тестирование может выявить состояния, генетическая причина которых хорошо изучена:

Анеуплоидия: целые хромосомы либо отсутствуют, либо удвоены.
Хромосомные перестройки: Части хромосом отсутствуют, дублированы или перестроены.
Одногенные нарушения*: Заболевание вызывается известными вариациями (мутациями) в одном гене.

Преимплантационное генетическое тестирование НЕ МОЖЕТ выявить следующие типы нарушений:

Подозрение на моногенные нарушения: расстройство, вероятно, вызвано вариацией одного гена, но точный ген или изменение неизвестны.
Наследственные заболевания, затрагивающие более одного гена.
Нарушения, вызванные комбинацией генов и окружающей среды.

Связанный контентДополнительные или отсутствующие хромосомы
Хромосомные перестройки
Нарушения одного гена

*В некоторых случаях преимплантационное генетическое тестирование может оказаться невозможным для выявления генетического нарушения, даже если причина известна.

Какие условия можно проверить?

Преимплантационное генетическое тестирование использует один из двух подходов: преимплантационный генетический скрининг (ПГС) или преимплантационную генетическую диагностику (ПГД). Тип тестирования, который будет работать лучше всего, зависит от того, какой тип генетического расстройства пара рискует передать своим детям. Консультант-генетик, специализирующийся на генетических нарушениях, может порекомендовать наилучший подход для конкретной пары.
ПГС может обнаруживать крупномасштабные состояния на уровне хромосом, которых нет у родителей, но которые могут присутствовать у эмбрионов. Он определяет наличие, отсутствие и количество копий для больших генетических областей, которые могут включать множество генов. Тот же тест можно использовать для эмбрионов от любого родителя. Очень часто ПГС проводится на эмбрионах от пар, которые используют ЭКО по причинам бесплодия.
ПГД может выявить специфические генетические вариации меньшего масштаба, которые присутствуют у одного или обоих родителей и могут быть переданы эмбрионам. Чаще всего ПГД применяют, если один или оба родителя знают, что являются носителями моногенной патологии или сбалансированной хромосомной перестройки. Каждый тест должен быть сделан на заказ специально для пары. Он ищет конкретные проблемные области в хромосомах родителей и определяет, присутствуют они или отсутствуют у каждого эмбриона. Обычно пары, которые выбирают ПГД, могут зачать естественным путем, но используют ЭКО специально, чтобы можно было проверить их эмбрионы. Из-за времени и стоимости настройки индивидуального теста ПГД дороже, чем ПГС.

Читайте также:  Как ученые читают хромосомы?

Скрининг против диагностики

Преимплантационный генетический скрининг (ПГС) может определить наличие и количество копий каждой хромосомы: числа 1-22 плюс X и Y. Он работает путем обнаружения коротких участков ДНК по длине каждой хромосомы. Типичный скрининговый тест использует тысячи таких маркеров ДНК.
Последовательности ДНК, которые используются для скрининга, подобны молекулярным штрих-кодам. Они выбраны как специфичные, так и консервативные. Специфичность означает, что каждая последовательность присутствует только в одном месте на одной хромосоме. Консервативность означает, что последовательности, как правило, одинаковы для всех. Поскольку последовательности сохраняются, один и тот же тест можно использовать для любой пары.
Скрининг можно проводить с использованием различных технологий, но все они основаны на комплементарном спаривании оснований. Короткие последовательности ДНК, или зонды, находят совпадающие хромосомные последовательности и связываются с ними.
ПГС плохо выявляет сбалансированные хромосомные транслокации — состояния, при которых части двух хромосом меняются местами. Это связано с тем, что все хромосомы по-прежнему присутствуют в правильном количестве, и тест не определяет расположение хромосом. Однако PGS способен обнаруживать другие типы перестроек, включая несбалансированные транслокации, делеции и вставки.

Связанный контент
Технологии, которые используются для преимплантационного генетического скрининга, включают ДНК-микрочипы, секвенирование ДНК нового поколения и ПЦР в реальном времени. Посетите страницу Virtual Labs , чтобы узнать больше о том, как работают некоторые из этих технологий.

Все маркеры присутствуют в ожидаемом количестве копий: две копии каждого аутосомного маркера и по одной копии каждого маркера X- и Y-хромосомы.

Отсутствие копии хромосомы 4: только одна копия каждого маркера хромосомы 4.

Дополнительная копия хромосомы 2: три копии каждого маркера хромосомы 2.

Часть хромосомы 3 отсутствует: только одна копия первого маркера на хромосоме 3.

Читайте также:  Как травоядные борются с токсинами

Часть хромосомы 3 была продублирована и вставлена: три копии некоторых маркеров хромосомы 3.

Часть хромосомы 1 продублирована и перемещена на место утраченной части хромосомы 2: Слишком много или слишком мало копий нескольких маркеров.

Выглядит нормально, потому что все маркеры присутствуют в ожидаемых количествах копий.

Пример хромосомного расположения показан слева (упрощено, чтобы показать только 4 из 22 пар аутосом). Соответствующий результат теста показан на диаграмме справа.

Как работает ПГС

ПГД при моногенном заболевании
Преимплантационная генетическая диагностика предназначена для поиска очень мелких генетических проблем. Даже если расстройство вызвано изменением (мутацией) всего одной буквы кода ДНК, для его обнаружения можно использовать ПГД. Самое большое требование заключается в том, чтобы была определена конкретная основная генетическая причина заболевания у пары, которая хочет пройти тестирование.
В отличие от PGS, PGD использует тест, специфичный для каждой пары. Он основан на их уникальной генетической информации. Поскольку каждый тест разрабатывается индивидуально, можно проверить даже чрезвычайно редкие генетические нарушения.
ПГД также можно использовать для тестирования эмбрионов от родителей со сбалансированной хромосомной перестройкой. Эти родители имеют высокий риск передачи несбалансированной перестройки своим детям. Подобно тестированию на одногенное заболевание, этот тест основан на маркерах, которые уникальны для каждой родительской хромосомы.
Одновременно с ПГД можно сделать и ПГС. Это делается для того, чтобы здоровые эмбрионы также имели полный набор хромосом. Некоторые лаборатории добавляют PGS с каждым PGD. Некоторые добавляют его только при наличии других факторов (например, материнского возраста), повышающих риск хромосомных нарушений.

Каждый ребенок унаследует одну копию хромосомы 19 от каждого родителя. Какая копия они наследуют, является случайным. У каждого ребенка есть шанс заболеть 1 из 4.

Читайте также:  Употребление наркотиков со временем меняет мозг

Шаг 1: Используйте секвенирование ДНК, чтобы найти последовательности генов родителей. Подтвердите, что последовательности могут влиять на функцию белка и вызывать заболевание.

2: Найдите поблизости другие последовательности ДНК, уникальные для каждой хромосомы. Использование дополнительных маркеров делает тест более чувствительным и точным.

Шаг 3: Проверьте ДНК клеток, взятых у эмбрионов. Это тестирование показывает, какие маркеры и, следовательно, какие родительские хромосомы унаследовал каждый эмбрион.

Поскольку количество тестируемой ДНК очень мало, иногда результаты для определенного маркера не возвращаются. Если это произойдет, другие маркеры служат резервом для определения того, какие хромосомы есть у эмбриона.

В слайд-шоу показано, как может выглядеть ПГД для пары, которая рискует передать аутосомно-рецессивное генетическое заболевание своим детям.

Оцените статью
Генетика - сайт о науке
Добавить комментарий