Лаборатория функциональной геномики

Функциональный анализ вариантов нуклеотидной последовательности

Активное использования NGS-подходов при ДНК-диагностики наследственных заболеваний привело не только к увеличению её эффективности, но и к появлению новой проблемы - сложности в интерпретации вариантов нуклеотидной последовательности. Врач-генетик на сегодняшний день в определении патогенности выявляемых при секвенировании вариантов руководствуется семейным анализом, биоинформатическими предсказаниями, популяционными частотами. При этом для многих вариантов так и не удается однозначно определить их статус. В таких случаях возможно проведение экспериментов по функциональному анализу. В лаборатории функциональной геномики разрабатываются различные подходы, позволяющие решать данную задачу, среди которых можно выделить следующие: исследования сплайсинга, измерение активности каналов, изучение локализации белка, анализ белок-белковых взаимодействий. Для каждого варианта разрабатывается свой уникальный дизайн эксперимента, позволяющий помочь определить патогенность исследуемого варианта.

http://vus.generesearch.ru/

Изучение функции длинных некодирующий РНК человека

На сегодняшний день в мире проводится около 2,5 тысяч клинических исследований препаратов для генной терапии. Несколько из них уже одобрены для клинического применения. Мишенями подавляющего большинства таких препаратов являются хорошо охарактеризованные белок-кодирующие гены. Однако в последние годы появляется всё больше исследований, посвященных длинным некодирующим РНК (днРНК) и их участию в различных клеточных процессах. Из 16 тысяч генов днРНК человека функционально охарактеризовано только около двух сотен. Но уже сейчас показана их возможная роль в развитии более 200 различных заболеваний, при этом в некоторых случаях они являются одним из ключевых звеньев патогенеза. Это делает длинные некодирующие РНК перспективной мишенью для генной терапии. В лаборатории проводяться исследования по изучению структуры и функции длинных некодирующих РНК. Для этого применяется широкий спектр современных молекулярных методов, таких как нокдаун с использованием siRNA, определение РНК-партнеров исследуемого транскрипта с помощью РНК-pull-down, методы wound healing assay и MTT assay.

Лицелопаточно-плечевая миодистрофия Ландузи-Дежерина

Лице-лопаточно-плечевая миодистрофия Ландузи-Дежерина (FSHD) является генетическим заболеванием аутосомно-рецессивного типа, характеризующееся изменением числа копий повторяющегося участка длинной в 3.3 тысячи пар нуклеотидов в районе 10q26. Показано, что у больных данным заболеванием количество повторов меньше 11, тогда как у здорового человека оно может достигать более 100. На сегодняшний день молекулярная диагностика данного заболевания производится только в зарубежных лабораториях методом Саузерн-блот гибридизацией, при котором необходимо использование радиоактивных ДНК-зондов. В нашей лаборатории разработан новый подход для диагностики данного заболевания не требующий использования радиоизотопных соединений. Метод также характеризуется простотой анализа и меньшим количеством ДНК.

Сегодня на базе Медико-генетического научного центра создаётся реестр пациентов с миодистрофией Ландузи-Дежерина для организованной помощи пациентам. О целях реестра и его возможностях вы узнаете на сайте:

http://fshd.med-gen.ru/

1. Alexandra Filatova, Ivan Reveguk, Maria Piatkova, Daria Bessonova, Olga Kuziakova, Victoria Demakova, Alexander Romanishin, Veniamin Fishman, Yerzhan Imanmalik, Nikolay Chekanov, Rostislav Skitchenko, Yury Barbitoff, Olga Kardymon, Mikhail Skoblov. Annotation of uORFs in the OMIM genes allows to reveal pathogenic variants in 5′UTRs. Nucleic Acids Research. 2023; gkac1247. https://doi.org/10.1093/nar/gkac1247. (Q1, IF 19,16);
2. Skorodumova, L. O., Davydenko, K. A., Filatova, A. Y., Skoblov, M. Y., Kulemin, N. A., Khadzhieva, M. B., Zakharova, E. S., Gordeeva, V. D., Smetanina, N. S., Fedyushkina, I. V., Anastasevich, L. A., & Larin, S. S. (2022). Splice-site variant in the RPS7 5'-UTR leads to a decrease in the mRNA level and development of Diamond-Blackfan anemia. Clinical Genetics. 2022;1–4. https://doi.org/10.1111/cge.14221. (Q2, IF 4,296);
3. Margarita Sharova, Darya Guseva, Alexey Kurenkov, Olga Novoselova, Aysylu Murtazina, Mikhail Skoblov. Congenital myopathy as a new phenotype caused by two undescribed variants in ASCC1 gene. American Journal of Medical Genetics: Part A. 2022;1–6. https://doi.org/10.1002/ajmg.a.62898 (IF 2,578, Q3);
4. Viakhireva, I., Kalinchenko, N., Vasilyev, E., Chistousova, G. V., Filatova, A., Marakhonov, A., Rubtsov, P. M., Skoblov, M., & Tiulpakov, A. (2022). A Founder Mutation in the POMC 5'-UTR Causes Proopiomelanocortin Deficiency Through Splicing-Mediated Decrease of mRNA. The Journal of clinical endocrinology and metabolism, 107(9), e3654–e3660. https://doi.org/10.1210/clinem/dgac397. (Q1, IF - 6,134);
5. Sharkov A, Sparber P, Stepanova A, Pyankov D, Korostelev S, Skoblov M. Case Report: phenotype-driven diagnosis of atypical Dravet-like syndrome caused by a novel splicing variant in the SCN2A gene. Frontiers in Genetics. Volume 13, article 888481. May 2022. https://doi.org/10.3389/fgene.2022.888481 (Q2, IF - 3.789);
6. Nadezda Ivanova, Victoria Serzhanova, Nina Demina, Darya Guseva, Mikhail Skoblov. mRNA analysis revealed a novel pathogenic EIF2S3 variant causing MEHMO syndrome. European Journal of Medical Genetics. Volume 65, Issue 2, 2022, 104421, ISSN 1769-7212. https://doi.org/10.1016/j.ejmg.2022.104421. (Q3, IF- 2.708);
7. Sparber P, Mikhaylova S, Galkina V, Itkis Y, Skoblov M. Case Report: Functional Investigation of an Undescribed Missense Variant Affecting Splicing in a Patient With Dravet Syndrome. Front Neurol. 2021 Dec 6;12:761892. doi: 10.3389/fneur.2021.761892. PMID: 34938262; PMCID: PMC8686832. (Q2, IF- 4.003);
8. Konina D, Sparber P, Viakhireva I, Filatova A, Skoblov M. Investigation of LINC00493/SMIM26 Gene Suggests Its Dual Functioning at mRNA and Protein Level. International Journal of Molecular Sciences. 2021; 22(16):8477. (Q1, IF 5,923) https://doi.org/10.3390/ijms22168477;
9. Filatova AY, Vasilyeva TA, Marakhonov AV, Sukhanova NV, Voskresenskaya AA, Zinchenko RA, Skoblov MY. Upstream ORF frameshift variants in the PAX6 5'UTR cause Congenital Aniridia. Hum Mutat. August 2021, Volume42, Issue8, Pages 1053-1065. doi: 10.1002/humu.24248. PMID: 34174135. (Q1, IF 4.878);
10. Zernov, N.V.; Guskova, A.A.; Skoblov, M.Y. FSHD1 Diagnosis in a Russian Population Using a qPCR-Based Approach. Diagnostics 2021, 11, 982. https://doi.org/10.3390/diagnostics11060982 (IF 3.1, Q1);
11. Sparber P, Krylova T, Repina S, Demina N, Rudenskaya G, Sharkova I, Sharkov A, Kadyshev V, Kanivets I, Korostelev S, Pomerantseva E, Kaimonov V, Mikhailova S, Zakharova E, Skoblov M. Retrospective analysis of 17 patients with mitochondrial membrane protein-associated neurodegeneration diagnosed in Russia. Parkinsonism Relat Disord. 2021 Feb 9;84:98-104. doi: 10.1016/j.parkreldis.2021.02.002. (Q1, IF 3,9);
12. Marakhonov AV, Přechová M, Konovalov FA, Filatova AY, Zamkova MA, Kanivets IV, Solonichenko VG, Semenova NA, Zinchenko RA, Treisman R, Skoblov MY. Mutation in PHACTR1 associated with multifocal epilepsy with infantile spasms and hypsarrhythmia. CLINICAL GENETICS. 2021 Jan 19. doi: 10.1111/cge.13926. (Q2, IF 4,438);
13. Peter Sparber, Margarita Sharova, Alexandra Filatova, Olga Shchagina, Evgeniya Ivanova, Elena Dadali & Mikhail Skoblov. Recessive myotonia congenita caused by a homozygous splice site variant in CLCN1 gene: a case report. BMC Medical Genetics. 21, 197 (2020). https://doi.org/10.1186/s12881-020-01128-5 (IF 1.74, Q3);
14. Peter Sparber, Alexandra Filatova, Inga Anisimova, Tatiana Markova, Viktoria Voinova, Alena Chuhrova, Vyacheslav Tabakov, Mikhail Skoblov. Various haploinsufficiency mechanisms in Pitt-Hopkins syndrome. European Journal of Medical Genetics. 2020 Oct 15:104088. doi: 10.1016/j.ejmg.2020.104088. (IF 2,368, Q3);
15. Viakhireva I, Musatova E, Bessonova L, Shcherbatyuk Y, Korobkov S, Zhikriveckaya S, Sofronova Y, Mironova I, Khmelkova D, Konovalov F, Baranova A, Pomerantseva E, Skoblov M. Novel intronic variant in PALB2 gene and effective prevention of Fanconi anemia in family. Familial Cancer. 2020 Feb 12. doi: 10.1007/s10689-020-00165-6. (IF 2.2, Q3);
16. Svetlana Papizh, Victoria Serzhanova, Alexandra Filatova, Mikhail Skoblov, Vyacheslav Tabakov, Lambert van den Heuvel, Elena Levtchenko & Larisa Prikhodina. CTNS mRNA molecular analysis revealed a novel mutation in a child with infantile nephropathic cystinosis: a case report. BMC Nephrology. Volume 20, Article number: 400 (2019). doi:10.1186/s12882-019-1589-2. (Q3, IF 2.578);
17. Olga Plotnikova, Ancha Baranova, Mikhail Skoblov. Comprehensive analysis of human microRNA-mRNA interactome. Frontiers in Genetics. 08 October 2019. p.1-11. https://doi.org/10.3389/fgene.2019.00933. (Q2, IF 3.517);
18. Milovidova TB, Schagina OA, Freire MV, Demina NA, Filatova AY, Skoblov MY, Stepanova AA, Chuhrova AL, Polyakov AV. X-linked hypohidrotic ectodermal dysplasia: clinical and molecular genetic analysis of a large Russian family with a synonymous p.Ser267= (c.801A>G) splice site mutation. Journal of the European Academy of Dermatology and Venereology. 2019 Dec;33(12):e468-e470. doi: 10.1111/jdv.15798. (Q1, IF 5.113);
19. Daria O. Konina, Alexandra Yu. Filatova, Mikhail Yu. Skoblov. LINC01420 RNA structure and influence on cell physiology. BMC Genomics. 2019, 20(Suppl 3):298. https://doi.org/10.1186/s12864-019-5538-z. (IF 3.73);
20. Marakhonov AV, Brodehl A, Myasnikov RP, Sparber PA, Kiseleva AV, Kulikova OV, Meshkov AN, Zharikova AA, Koretsky SN, Kharlap MS, Stanasiuk C, Mershina EA, Sinitsyn VE, Shevchenko AO, Mozheyko NP, Drapkina OM, Boytsov SA, Milting H, Skoblov MY. Non-compaction cardiomyopathy is caused by a novel in-frame desmin (DES) deletion mutation within the 1A coiled-coil rod segment leading to a severe filament assembly defect. Hum Mutat. 2019 Mar 25. doi: 10.1002/humu.23747. (IF 5.359);
21. Surikova Y, Filatova A, Polyak M, Skoblov M, Zaklyazminskaya E. Common pathogenic mechanism in patients with dropped head syndrome caused by different mutations in the MYH7 gene. Gene. 697 (2019), p.159–164. doi: 10.1016/j.gene.2019.02.011. (IF 2.498);
22. Sparber P, Filatova A, Khantemirova M, Skoblov M. The role of long non-coding RNAs in the pathogenesis of hereditary diseases. BMC Medical Genomics. 2019 Mar 13;12(Suppl 2):42. doi: 10.1186/s12920-019-0487-6. (IF 3.317);
23. Alexandra Filatova, Valeria Freire, Ekaterina Lozier, Fedor Konovalov, Ludmila Bessonova, Elena Iudina, Valentina Gnetetskaya, Ilya Kanivets, Sergey Korostelev, Mikhail Skoblov. Novel KIAA1109 variants affecting splicing in a russian family with Alkuraya-Kučinskas syndrome. Clinical genetics. 2019 Mar;95(3):440-441. (IF 3.512);
24. Peter Sparber, Andrey Marakhonov, Alexandra Filatova, Inna Sharkova, Mikhail Skoblov. Novel case of neurodegeneration with brain iron accumulation 4 (NBIA4) caused by a pathogenic variant affecting splicing. Neurogenetics. 2018 Dec;19(4):257-260. IF 3.090. (doi: 10.1007/s10048-018-0558-4.);
25. Alexandra Filatova, Tatyana Vasilyeva, Andrey Marakhonov, Anna Voskresenskaya, Rena Zinchenko, and Mikhail Skoblov. Functional reassessment of PAX6 single nucleotide variants by in vitro splicing assay. European Journal of Human Genetics. 2019 Mar;27(3):488-493. IF 4.349. (https://doi.org/10.1038/s41431-018-0288-y);
26. Marakhonov AV, Tabakov VY, Zernov NV, Dadali EL, Sharkova IV, Skoblov MY. Two novel COL6A3 mutations disrupt extracellular matrix formation and lead to myopathy from Ullrich congenital muscular dystrophy and Bethlem myopathy spectrum. Gene. 2018 Jun 9. pii: S0378-1119(18)30677-2;
27. Korvigo I, Holmatov M, Zaikovskii A, Skoblov M. Putting hands to rest: efficient deep CNN-RNN architecture for chemical named entity recognition with no hand-crafted rules. J Cheminform. 2018 May 23;10(1):28. doi: 10.1186/s13321-018-0280-0. (IF 3.893);
28. Korvigo I, Afanasyev A, Romashchenko N, Skoblov M. Generalising better: Applying deep learning to integrate deleteriousness prediction scores for whole-exome SNV studies. PLoS One. 2018 Mar 14;13(3):e0192829. doi: 10.1371/journal.pone.0192829.