Лаборатория цитогенетики

Лаборатория цитогенетики сформирована в 2014 году в результате реорганизации лаборатории пренатальной диагностики, более двадцати лет возглавляемой профессором, доктором биологических наук Татьяной Владимировной Золотухиной. Преемственность и огромный опыт, накопленный за долгие годы существования лаборатории, лежат в основе научной и практической деятельности, посвященной, в настоящее время, изучению структурно-функциональных особенностей, механизмов формирования и патогенных эффектов хромосомных аномалий у человека.

Одним из направлений научной деятельности лаборатории цитогенетики является изучение структурной вариабельности генома, обусловленной патогенетически значимыми вариациями числа копий ДНК (CNV) на микроскопическом и субмикроскопическом уровне. Несбалансированные структурные хромосомные варианты или вариации количества копий участков ДНК лежат в основе геномного дисбаланса. Такой дисбаланс зачастую сопровождается нарушением функции большого количества дозо-чувствительных генов, регулирующих и контролирующих нормальное развитие организма, что приводит к возникновению хромосомных болезней. Основной задачей лаборатории в этом направлении является разработка подходов и стратегии идентификации структурных микро- и макроперестроек хромосом, а также изучение механизмов формирования геномного дисбаланса, являющегося этиологическим фактором хромосомных болезней. Для изучения патогенных эффектов и происхождения хромосомных аномалий используется  цитогеномный подход, основанный на высокотехнологичных молекулярно-цитогенетических таргетных и полногеномныйх методах исследования, таких как флуоресцентная in situ гибридизация (FISH), многоцветные технологии FISH и хромосомный микроматричный анализ.

 Сведения о топографии и структуре геномного дисбаланса позволяют не только уточнить механизм его возникновения, но также важны и для аргументированного генетического консультирования семьи и выяснения характера перестройки – наследственной или de novo. Определение степени генетического риска, тяжести медицинских и социальных последствий предполагаемой аномалии предоставляет возможность составления корректной тактики персонализированных профилактических мероприятий по предупреждению рождения больного ребенка. Поэтому еще одним направлением научной деятельности лаборатории цитогенетики является изучение мейотической сегрегации редких хромосомных аномалий, а также факторов, влияющих на формирование гамет вследствие патологической мейотической сегрегации.

Явление «эффекта положения», т.е. влияние расположения генов в хромосоме на проявление их активности, а также эффект гетерохроматинизации эухроматиновых участков, приближенных в результате хромосомной перестройки к гетерохроматину, рассматривается в качестве механизма репрессии активности генов, играющего важную роль в патогенезе наследственных заболеваний человека.   В лаборатории проводится разработка методических подходов к изучению посттрансляционных модификаций гистона Н3, связанных с подавлением генов, как эффективных маркеров такого механизма при структурных перестройках Х хромосомы и сверхчисленных маркерных хромосомах.

Значительное место в научной работе уделяется исследованию соматического хромосомного мозаицизма как причины и механизма развития наследственных заболеваний, связанных с присутствием в геноме кольцевых хромосом, а также с нарушением пигментации кожи. 

Научно-прикладной интерес лаборатории сфокусирован на разработке эффективных подходов к установлению природы хромосомного/геномного дисбаланса и персонифицированного повторного риска рождения больного ребенка с хромосомной патологией. С этой целью проводится большая работа по оптимизации молекулярно-(цито)генетических протоколов верификации и интерпретации клинически значимых CNV с использованием несерийных, разрабатываемых в лаборатории, ДНК-зондов. С их помощью становится возможным обнаружение практически всех хромосомных перестроек и выявление их происхождения. Идентификация CNV, т.е. сведения об их структуре и происхождении, является важным этапом обследования пациентов с задержкой психомоторного развития и множественными врожденными аномалиями и/или пороками развития, а также их родителей и других членов семьи, чтобы установить происхождение и механизмы формирования хромосомной патологии. Эти данные крайне важны для оценки повторного генетического риска в семье и разработки тактики медико-генетического консультирования при последующих беременностях.

Практическая работа включает проведение молекулярно-цитогенетической диагностики хромосомных перестроек у пациентов с нарушением интеллектуального развития, пороками и/или аномалиями развития. В лаборатории разработаны и успешно применяются алгоритмы исследования, позволяющие повысить эффективность лабораторной диагностики синдрома Паллистера-Киллиана, малых сверхчисленных маркерных, дериватных и кольцевых хромосом.

В результате многолетней упорной и плодотворной научно-исследовательской работы лаборатория цитогенетики заняла ведущее в России место в диагностике редких хромосомных аномалий.

1.         М. М. Гридина, Э. Весна, М. Е. Миньженкова, Н. В. Шилова, О. П. Рыжкова, Л. П. Назаренко,Е. О. Беляева,И. Н. Лебедев, В. С. Фишман. Влияние предварительной обработки образцов периферической крови человека на качество Hi-C библиотек. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2023;27(1):83-87.doi.org/10.18699/VJGB-23-01

2.         Шилова Н.В., Миньженкова М.Е., Маркова Ж.Г., Кузина М.А., Тарлычева А.А., Капустина М.В. Оценка эффективности детекции клеток трофобласта в цервикальных образцах беременных женщин. Клиническая лабораторная диагностика. 2023;68(2):102-110 doi.org/10.51620/0869-2084-2023-68-2-102-110

3.         Воронцова Е.О., Юрченко Д.А., Шилова Н.В. Тирамидная амплификация сигнала: новые возможности для insituгибридизации ДНК. Цитология. 2023; 65(4): 1-10.

4.         Шилова Н.В., Антоненко В.Г., Миньженкова М.Е., Залетаев Д.В. Международная система цитогеномной номенклатуры человека (ISCN 2020): дополнения и изменения записи результатов стандартного цитогенетического исследования при конститутивных нарушениях. Медицинская генетика 2023; 22(4): 3-11.

5.         Миньженкова М.Е., Антоненко В.Г., Шилова Н.В. Международная система цитогеномной номенклатуры человека (ISCN 2020): дополнения и изменения записи результатов флуоресцентной in situ гибридизации и хромосомного микроматричного анализа при конститутивных нарушениях. Медицинская генетика. 2023; 22(4): 11-17

6.         Юрченко Д.А., Миньженкова М.Е., Твеленева А.А., Воронцова Е.О., Харченко, Шилова Н.В. Цитогеномный подход в диагностике инвертированных дупликаций со смежными терминальными делециями. Медицинская генетика. 2023;22(5): 54-62

7.         E O. Vorontsova, D. A. Yurchenko, and N. V. Shilova. Thyramide Signal Amplification: New Opportunities for In Situ DNA Hybridization. Cell and Tissue Biology. 2023; 17(6): 583–592.

8.         Маркова Ж.Г., Миньженкова М.Е., Бостанова Ф.М., Шилова Н.В. Клиническая и молекулярно-цитогенетическая характеристика уникального случая псевдотрицентрической хромосомы X. Медицинская генетика. 2023; 8(22): 44-51.

9.         Лебедев И.Н., Шилова Н.В., Юров И.Ю., Малышева О.В., Твеленева А.А., Миньженкова М.Е., Маркова Ж.Г., Толмачева Е.Н., Кашеварова А.А. Рекомендации Российского общества медицинских генетиков по хромосомному микроматричному анализу. Медицинская генетика. 2023; 10(22): 3-47

10.        Zhegalova, P. Vasiluev, I. Flyamer, A. Shtompel, E. Glazyrina, N. Shilova, M. Minzhenkova, Zh. Markova, N. Petrova, E. Dashinimaev, S. Razin and S. Ulianov. Trisomies Reorganize Human 3D Genome. Int. J. Mol. Sci. 2023; 24(22): 16044; https://doi.org/10.3390/ijms242216044

11.       Д. А. Юрченко, Ж. Г. Маркова, М. Е. Миньженкова, Е. О. Воронцова, Н. В. Шилова. Молекулярно-цитогенетическая характеристика малых сверхчисленных маркерных хромосом 15 и 22 у асимптоматических носителей. Вестник РГМУ. 2024/1 https://doi.org/10.24075/vrgmu.2024.001.

12.       Gridina M,  Lagunov T, Belokopytova P, ….  Minzhenkova ME, Markova ZhG, Demina NA,  Stepanchuk Y, Khabarova A, Yan A, Valeev E, Koksharova G, Grigor’eva EV, Kokh N, Lukjanova T, Maximova Y, Musatova E, Shabanova E, Kechin A, Khrapov E,  Boyarskih U,  Ryzhkova O, Suntsova M,  Matrosova A, Karoli M,  Manakhov A, Filipenko M,  Rogaev E, Shilova NV, Lebedev IN, Fishman V. A novel approach for simultaneous detection of structural and single-nucleotide variants based on a combination of chromosome conformation capture and exome sequencing. bioRxiv 2024.01.26.577292; doi: https://doi.org/10.1101/2024.01.26.577292.

13.       Шилова Н.В., Миньженкова М.Е., Маркова Ж.Г., Матющенко Г.Н. Синдром Прадера–Вилли с атипичной делецией 15q вследствие несбалансированной транслокации между хромосомами 13 и 15. Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2024;69(3):80-85. https://doi.org/10.21508/1027-4065-2024-69-3-80-85.

14.       Шилова Н.В., Миньженкова М.Е., Маркова Ж.Г., Васильев П.А., Табаков В.Ю., Матющенко Г.Н.   Тканеспецифичность соматического мозаицизма при конституциональной трисомии хромосомы 8. Медицинская генетика. 2024; 23(8): 50-57.

15.       Musatova E., Blagodatskikh K., Shilova N., Markova Zh., Minzhenkova M., Kaimonov V., Pomerantseva E., Isaev A. Case report: Preimplantation  Genetic Testing as a Basis for Parental Karyotype Correction.  Armenian Journal of Health and Medical Sciences (Special edition: MODERN ASPECTS OF HUMAN REPRODUCTION). - 2024; 2(6):106-111DOI 10.54235/27382737-2024.v4.2-106.

16.       Shilova NV, Markova ZG, Yurchenko DA, Antonova MM, Guseva DM, Shtaut MI, Chernych VB. Meiotic segregation analysis in sperm of a pericentric inversion of chromosome 19 heterozygous carrier: assessment of recombination frequency and genetic risk. Cytogenet Genome Res. 2025. DOI:10.1159/000547315

17.       Маркова Ж.Г. Маркова, А.С. Кучина, Л.А. Бессонова, В.В. Забненкова, С.В. Воронин, Н.В. Шилова. Клинико-генетическая характеристика пациентов с нарушением функции гена MN1: два клинических наблюдения. Педиатрия им. Г.Н. Сперанского. 2025; 104 (1): 121–126. DOI:10.24110/0031-403X-2025-104-1-121-126

18.       Iakovleva A.S., Markova Zh.G., Bessonova L.A., Shilova N.V. A rare case of uniparental disomy 9 concomitant with low-level mosaicism for trisomy 9. Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii=Vavilov J Genet Breed. 2025;29(5):629-635. doi 10.18699/vjgb-25-68

19.       Antonova M.M., Yurchenko D.A., Markova Zh.G., Shilova N.V. Study of the meiotic segregation of chromosome 7 with paracentric inversion in spermatosoa of heterozygous carrier. Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii = Vavilov J Genet Breed. 2025;29(5):652-657. doi 10.18699/vjgb-25-71   

20.       Vozilova A.V., Tarasova A.S., Ivanov E.A., Pushkarev V.P., Nalyotova N.I., Pobedinskaya A.I., Sabitova A.S., Shilova N.V. Familial translocation between chromosomes 3 and 10: meiotic segregation, diagnostics and clinical features of chromosomal imbalance. Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii=Vavilov J Genet Breed. 2025;29(5):658-665. Doi 10.18699/vjgb-25-72   

21.       Яковлева А.С., Маркова Ж.Г., Восканян А.Э., Антонова М.М., Шилова Н.В. Выявление внутригенной делеции гена DMD при ХМА у пациента без клинических признаков мышечной дистрофии. Медицинская генетика. 2025;24(9):157-159.

22.       Антонова М.М., Кузина Н.Ю., Восканян А.Э., Яковлева А.С., Шилова Н.В. Молекулярно-цитогенетический подход к диагностике комплексной хромосомной перестройки между хромосомами 4, 13, 5.   Медицинская генетика. 2025; 24(10): 45-48

23.       Меглей А.Ю., Кузина Н.Ю., Курякова Н.Б., Шилова Н.В. Молекулярно-цитогенетическая характеристика дериватной Х хромосомы у девочки с аномальным фенотипом. Медицинская генетика. 2025; 24(9): 78-80

24.       Шилова Н.В., Маркова Ж.Г, Табаков В.Б. Мозаичная тетрасомия 13q в дифференциальной диагностике гипомеланоза Ито.  Медицинская генетика. 2025; 24(10): 145-147

25.       Маркова Ж.Г., Яковлева А.С., Шилова Н.В. Протяженные участки гомозиготности у пациентов c аномальным фенотипом без клинически значимых CNV. Медицинская генетика. 2025; 24(11): 90-92

26.       M. Gridina, T. Lagunov, P.Belokopytova, …Zhanna G. Markova, …Evgeny Rogaev, Nadezhda V. Shilova, Igor N. Lebedev and Veniamin Fishman. Combining chromosome conformation capture and exome sequencing for simultaneous detection of structural and single-nucleotide variants. Genome Medicine. 2025; 17: 47 https://doi.org/10.1186/s13073-025-01471-3

Получено 2 патента

Шилова Н.В., Миньженкова М.Е., Маркова Ж.Г., Юрченко Д.А. Патент на промышленный образец N 140950. Схема «Обследование пациентов с CNV, дополнительным хромосомным материалом неизвестного происхождения (add)  или дериватной хромосомой (der) в кариотипе»

Патент на промышленный образец № 149676 - Шилова Н.В., Маркова Ж.Г., Юрченко Д.А.  Схема «Идентификация малых сверхчисленных маркерных хромосом (мСМХ)»

1. Костюк Эдмунд Владимирович
   «Изучение сывороточных маркеров беременных с целью формирования групп высокого генетического риска ВПР». Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук, 1993 г. (научный руководитель – Золотухина Т.В.)
2. Золотухина Татьяна Владимировна
   «Пренатальная диагностики хромосомных болезней (научно-практический аспект)». Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук, 1994 г.
3. Чивилев Игорь Викторович
   «Влияние наследственных факторов на изменчивость уровней маркеров патологи плода». Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук, 1997 г. (научный руководитель – Золотухина Т.В.)
4. Шилова Надежда Владимировна
   «Исследование клеток плода в крови матери: новый неинвазивный подход в пренатальной диагностике». Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук, 1999 г. (научный руководитель – Золотухина Т.В.)
5. Климова Марина Ивановна
   «Комплексная пренатальная профилактика пороков развития и хромосомных болезней (по данным ММГК г. Воронеж)». Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук, 2002 г. (научный руководитель – Золотухина Т.В.)
6. Маркова Жанна Геннадьевна
   «Создание автоматизированного программного комплекса расчета риска синдрома Дауна у плода». Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук, 2005 г. (научный руководитель – Золотухина Т.В.)
7. Мирошникова Ирина Варленовна
   «Оптимизация алгоритма пренатальной диагностики синдрома Дауна при использовании скрининговых маркеров I триместра беременности».Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук, 2007 г. (научный руководитель – Золотухина Т.В.)
8. Козлова Юлия Олеговна
   «Разработка технологии пре- и постнатальной диагностики группы синдромов, обусловленных микроделецией 22q11.2». Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук , 2014 г. (научный руководитель – Золотухина Т.В.)
9. Миньженкова Марина Евгеньевна
   «Метафазная сравнительная геномная гибридизация в диагностике хромосомного дисбаланса». Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук, 2014 г. (научный руководитель – Шилова Н.В.)
10. Шилова Надежда Владимировна
    «Совершенствование подходов к диагностике хромосомных аномалий в рамках персонализированной медицины». Диссертация на соискание ученой степени доктора медицинских наук, 2016 г.
11. Мусатова Е.В.
    «Изучение эффективности методических подходов к анализу клеток и ДНК плацентарного происхождения для неинвазивного пренатального тестирования на анеуплоидию». Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук, 2020 г. (научный руководитель – Шилова Н.В.)
12. Юрченко Д.А. Молекулярно-цитогенетические характеристики и особенности диагностики вариаций числа копий участков ДНК (CNV)» Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук. г. Москва, 26 сентября 2022 года. Научный руководитель – д.м.н. Шилова Н.В.
13. Киевская Ю.К. «Изучение клинически значимых вариаций числа копий участков ДНК у плодов с маркерами хромосомной патологии I триместра, пороками и аномалиями развития». г. Москва, 18 сентября 2023 г. Научный руководитель – д.м.н. Шилова Н.В.