Новые патогенные мутации в генах γ РНК и цитохрома b митохондриального генома человека тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.23, кандидат биологических наук Штильбанс, Александр Викторович

• Штильбанс, Александр Викторович
• кандидат биологических наук
• 2002

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Штильбанс, Александр Викторович

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Митохондрии

1.1.1. Функция и структура митохондрий

1.1.2. Продуцирование энергии митохондриями

1.2. Геном митохондрий

1.2.1. Организация митохондриального генома человека

1.2.2. Особенности генетики митохондрий

1.2.2.1. Наследавание по материнской линии

1.2.2.2. Высокая скорость мутации

1.2.2.3. Репликативная сегрегация

1.2.2.4. Пороговый эффект

1.2.2.5. Возрастные соматические мутации мтДНК

1.3. Митохондриальные заболевания, связанные с мутацией мтДНК

1.3.1. Крупные структурные перестройки в мтДНК

1.3.2. Точковые мутации мтДНК

1.3.2.1. Точковые мутации мтДНК в генах, ответственных 32 за синтез митохондриальных белков

1.3.2.2. Точковые мутации в генах кодирования белков мтДНК

1.3.3. Дефекты связи между мтДНК и ядерной ДНК

1.4. Мутации мтДНК при распространенных болезнях 3 8 1.4.1. Генотипы мтДНК, вызывающие повышенный 40 риск заболевания

1.5. Приобретенные дефекты мтДНК

1.6. Диагностика митохондриальных заболеваний

1.7. Подходы к терапии

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Материалы

2.2. Морфологический анализ

2.3. Биохимические исследования

2.4. Молекулярно-генетические исследования

2.4.1. Экстракция ДНК

2.4.2. Полимеразная цепная (ПЦ) реакция

2.4.3. Рестрикционный фрагментный анализ полиморфизмов (РФАП)

2.4.4. Идентификация типичных мутаций мтДНК

2.4.5. Саузерн-блоттинг

2.4.6. Однониточный полиморфизный анализ

2.4.7. Секвенирование

2.4.8. Конформация с помощью РФАП

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Мутация A7543G

3.2. Мутация G8363А

3.3. Мутация G15762А

3.4. Мутация G15059A

4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Мутация в тРНКА8р

4.2. Мутация в TPHKLys

4.3. Последствия мутаций митохондриальной тРНК на 89 молекулярном уровне

4.4. Мутации в гене цитохрома b 91 ВЫВОДЫ 95 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 97 ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Новые патогенные мутации в генах γ РНК и цитохрома b митохондриального генома человека»

Актуальность проблемы

В течение последнего десятилетия благодаря успехам молекулярной и биохимической генетики в исследовании структуры и функции митохондриального генома (Munnich A., et al., 1992 [88]) традиционный взгляд на наследственные митохондриальные заболевания как на исключительно нервно-мышечные заболевания претерпел принципиальные изменения.

Митохондрии являются единственным внеядерным носителем генетической информации в животной клетке и имеют большое значение в изучение типов наследственности генетических заболеваний. Митохондриальная ДНК (мтДНК) передается по наследству исключительно по материнской линии, в то же время, митохондриальные болезни могут быть наследованы, в зависимости от локализации мутированного гена, как по материнской линии, (мутации мтДНК), так и по Мендельскому типу наследования (мутации в ядерных генах).

Важнейшей функцией митохондрий является окислительное фосфорилирование, обеспечивающее продукцию энергии в виде молекул АТФ. Поскольку потребность в окислительном фосфорилировании выражена в большей или меньшей степени во всех тканях, симптоматика, вызванная патогенными мутациями в мтДНК, чрезвычайно разнообразна и может проявляться в любой системе органов. Выяснено, что такие распространенные болезни как диабет, глухота, врожденная кардиомиопатия могут быть вызваны мутациями в мтДНК (Jaber L. et al., 1992 [60]). Считается, что некоторые дефекты мтДНК способны изменить клиническую картину заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, изначально вызванных другими факторами (Mann Y.M. et al., 1992 [80]; Shoffner J.M. et al., 1993 16]). Систематическое выявление мутаций митохондриального генома и описание связанных с ними клинико-биохимических фенотипов, начатое в 1988 г., привело к пересмотру концепции митохондриальных заболеваний и уточнению их роли в педиатрии, особенно в неонаталогии, не говоря о хронических прогрессирующих заболеваниях людей пожилого возраста (Linnane A.W., et al., 1989 [74]; Schapiro A.H.V., et al., 1990. [108])

Несмотря на то, что до сегодняшнего дня не найдены эффективные способы лечения митохондриальных болезней, обнаружение патогенных мутаций в мтДНК позволяет поставить точный диагноз, дать больному и его семье более точный прогноз течения заболевания, а также предоставляет необходимую информацию для медико-генетической консультации родственников больного, планирующих создание семьи.

Цель и задачи исследования

Целью настоящей работы явилось выявление и характеристика неизвестных ранее молекулярных дефектов в митохондриальном геноме человека, вызывающих различные невропатологические заболевания, передающиеся по наследству. Основные задачи исследования:

1. Поиск новых мутаций в мтДНК больных, страдающих болезнью Лея, миоклональной эпилепсией с признаками психомоторной регрессии, миоглобинурией, миопатией.

-62. Характеристика вновь выявленных мутаций путем биохимического, гистохимического и молекулярно-генетического анализов. Изучение родословных больных и исследование степени выраженности данных мутаций у ближайших родственников пациентов.

3. Исследование патогенности выявленных мутаций и их причастности к клинической картине заболеваний у изученных пациентов.

4. Разработка новых и усовершенствование уже известных молекулярно-генетических методов анализа мтДНК в целях упрощения диагностики митохондриальных болезней, вызванных мутациями в мтДНК.

Научная новизна и практическая ценность работы

1. Впервые обнаружены и охарактеризованы три новые патогенные мутации в генах мтДНК. Найденные мутации вызвали у больных тяжелые нервопатологические заболевания.

2. Обнаружен новый фенотип описанной ранее мутации G8363A.

3. Предложена новая рациональная методика секвенирования всех 22 генов тРНК мтДНК с наименьшей затратой времени и реактивов посредством оптимизации в выборе количества праймеров и их месторасположения по отношению к секвенируемым тРНК генам.

4. Впервые разработаны методики для молекулярно-генетической диагностики вновь описанных патогенных мутаций в мтДНК человека с помощью полимеразной цепной реакции с последующим рестрикционным анализом.

Апробация работы.

Материалы диссертации были представлены на 27-ой ежегодной конференции Общества детской неврологии (Child Neurology Society), Монреаль, Канада, 1998 г.; на 50-й ежегодной конференции Американской Академии Неврологии (American Academy of Neurology), Минеаполис, США, 1998г. и на 123-й ежегодной конференции Американской Неврологической ассоциации (American Neurological Association), Монреаль, Канада, 1998г. Материалы работы доложены на межлабораторном семинаре кафедры неврологии в Колумбийском Университете, США, 2000 г. Публикации.

Основное содержание диссертации опубликовано в пяти научных статьях и тезисах 3-х докладов.

Объем и структура работы.

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, результатов исследований, обсуждения, выводов и списка литературы. Общий объем диссертации составляет 120 страниц, содержит 16 рисунков и 5 таблиц. Список использованной литературы содержит 155 наименований работ.

Заключение диссертации по теме «Биотехнология», Штильбанс, Александр Викторович

Выводы

1. Найдены и изучены три новые мутации в генах tPHKAsp и цитохрома Ь мтДНК у больных, страдающих миопатией, миоклонической эпилепсией и миоглобинурией.

2. Описанная ранее мутация G8363A в TPHKLys мтДНК может вызывать не только энцефаломиопатию, кардиомиопатию, MERRF и множественные липомы, как считалось ранее, но и болезнь Лея. При подозрении на диагноз болезни Лея, следует проверять наличие у больного мутации G8363A.

3. Вновь выявленные мутации: A7543G, G15059A и G15762A являются патогенными и вызывают вышеупомянутые нервно-мышечные заболевания. Количество мутированных молекул мтДНК у обследуемых пациентов прямо пропорционально степени тяжести их заболеваний.

-964. Предложены методики для точной диагностики впервые обнаруженных мутаций A7543G, G15762A, и G15059A с помощью рестрикционных ферментов и полимеразной цепной реакции.

5. Все новые мутации, описанные в данной работе, занесены в список уже известных патогенных мутаций мтДНК на предмет проведения молекулярногенетических анализов, используемых в дифференциальной диагностике митохондриальных заболеваний человека.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Штильбанс, Александр Викторович, 2002 год

1. Alberts В., Bray D., Lewis J. et al. Energy conversion: Mitochondria and chloroplasts. Alberts B, Bray D, Lewis J, Raff M, Roberts K, Watson JD (eds)// Molecular biology of the cell. Garland Publishing, Inc., New York, 1994.-P. 653 -720.

2. Anderson S., Bankier A.T., Barrel B.G. et al. Sequence and organization of the human mitochondrial genome// Nature. 1981. - Vol.290, N 2. -P.457 - 465.

3. Andreu A.L., Bruno C., Shanske S. et al. Missense mutation in the mtDNA cytochrome b gene in a patient with myopathy// Neurology. -1998. Vol.51, 5, N 8.- P.1444 - 1447.

4. Arbustini E., Diegoli M., Fasani R. et al Mitochondrial DNA mutations and mitochondrial abnormalities in dilated cardiomyopathy// Am.J. Pathol. 1998,-Vol.153, N2. -P.1501 - 1510.

5. Arnaudo E., Dalakas M., Shanske S. et al. Depletion of muscle mitochondrial DNA in AIDS patients with zidovudine-induced myopathy// Lancet. 1991. - Vol. 337, N 2. - P.508 - 10.

6. Arnold D., Mathews P.M., Radda G.K. Investigation of human mitochondrial myopathies by phosphorus magnetic resonance spectroscopy// Ann.Neurol. 1995.- Vol.18, N 3.-P.189 - 196.

7. Attardi G., Montoya J. Analysis of human mitochondrial RNA// Methods Enzymol. 1983. - Vol. 97, N 4 .- P.435 - 469.

8. Attardi G., Chomyn A., Montoya J., Ojala D. Identification and mapping of human mitochondrial genes// Cytogenet.Cell.Genet. 1982. - Vol.32, N2. P.85 - 98.

9. Bakker H.D., Scholte H.R., Jenesons J.A. et al. Vitamin-responsive complex I deficiency in a myopathic patient with increased activity of the terminal respiratory chain and lactic acidosis// J. Inher.Metab.Dis. -1994. Vol. 17, 3. - P. 196 -204.

10. Bogenhagen D.F. Repair of mtDNA in vertebrates// Am. J. Hum. Genet.- 1999. Vol.64, N 7. - P.1276 -1281.

11. Boulet L., Karpati G., Shoubridge E.A. Distribution and threshold expression of the tRNALys mutation in skeletal muscle of patients with myoclonic epilepsy and ragged-red fibers (MERRF)// Am.J.Hum.Genet.- 1992.-Vol.51, N6.-P. 1187-200.

12. Bresolin N., Zeviani M., Bonilla E. et al. Fatal infantile cytochrome с oxidase deficiency: decrease of immunologically detectable enzyme in muscle// Neurology. 1985. - Vol.35, N 6. - P.802 -812.

13. Brockington M., Alsanjari N., Sweeney M.G. et al. Kearns-Sayre syndrome associated with mitochondrial DNA deletion or duplication: amolecular genetic and pathological study// J. Neurol. Sci. 1995. -Vol.11994) M 31, N 1.-P.78- 87.

14. Brown M.D, Wallace D.C. Molecular basis of mitochondrial DNA disease// J. Bioenergetics and Biomembranes. 1994. - Vol.26, N 3. -P.273 - 289.

15. Casali C., Fabrizi G.M., Santorelli F.M. et al. Mitochondrial G8363A mutation presenting as cerebellar ataxia and lipomas in an Italian family// Neurology. 1999. - Vol.52, N 5. - P. 1103 -1104.

16. Chen X., Prosser R., Simonetti S. et. Al. Rearranged mitochondrial genomes are present in human oocytes// Am.J.Hum.Genet. 1995b. -Vol. 57,N 3. - P.239 - 247.

17. Chinnery P.F, Howell N., Andrews R.M., Turnbull D.M. Mitochondrial DNA analysis: polymorphisms and pathogenicity/ J.Med.Genet. 1999. - Vol.36, N 2.-P.505 - 510.

18. Chomyn A. The myoclonic epilepsy and ragged-red fiber mutation provides new insights into human mitochondrial function and genetics// Am.J.Hum. Genet. 1998. - Vol.62, N 4. - P.745 - 751.

19. Ciafaloni E., Ricci E., Shanske S. et al. MELAS: clinical features, biochemistry and molecular genetics// Ann. Neurol. 1992. - Vol. 31, N 2. -P.391 - 398.

20. Ciafaloni E., Santorelli F.M., Shariske S. et al. Maternally inherited Leigh syndrome// J. Pediatr. 1993. - Vol.122, N 3. - P.419 - 422.

21. Clayton D.A. Replication of animal mitochondrial DNA// Cell. 1982. -Vol.28, N 3. - P.693 - 705.

22. Clayton D.A. Transcription of the maintain mitochondrial genome// Annu. Rev. Biochem. Vol. 53, N 3. - P.573 - 594.

23. Clayton D.A. Replication and transcription of vertebrate mitochondrial DNA// Annu.Rev.Cell.Biol. 1991. - Vol.7, N 4. - P.453 - 78.

24. Corral-Debrinski M., Horton Т., Lott M.T. et al. Mitochondrial DNA deletions in human brain: regional variability and increase with advanced age// Nat.Genet. 1992. - Vol.2, N 3. - P.324 - 329.

25. Cortopassi G.A, Arnheim N. Detection of a specific mitochondrial DNA deletion in tissues of older humans// Nucleic.Acids.Res. 1990. - Vol. 18, N 7. - P.6927 - 6933.

26. Danan C., Sternberg D., Van Steirteghem A. et al. Evaluation of paternal mitochondrial inheritance in neonates born after intracytoplasmic sperm injection// Am.J.Hum.Genet. 1999. -V01. 65, N3. -P.463 - 473.

27. Davis R.E., Miller S., Herrnstadt C. et al. Mutations in mitochondrial cytochrome с oxidase genes segregate with late-onset Alzheimer disease// Proc.Natl.Acad.Sci.U S A. 1997. - Vol.94, N 9. - P.4526 -4531.

28. De Meirleir L., Seneca S., Lissens W., Schoentjes E., Desprechins B. Bilateral striatal necrosis with a novel point mutation in the mitochondrial ATPase 6 gene// Pediatr.Neurol. 1995. - Vol.13, N 2. -P.242 - 246.

29. Degli-Esposti M., De Vries S., Crimi M. et al. Mitochondrial cytochrome b: evolution and structure of the protein// Biochim. Biophys. Acta.- 1993.- Vol.1143, N 5. -P.243 271.

30. DiMauro S., Bonilla E. Mitochondrial encephalomyopathies. Rosenberg R.N., Prusiner S.B., DiMauro S., Barchi R.,(eds.)// The molecular and genetic basis of neurological disease. 2nd ed. Boston: Butterworth-Heinemann, Boston, 1997. P. 201 - 235.

31. DiMauro S., De Vivo D.C. Genetic heterogeneity in Leigh syndrome// Ann. Neurol. 1996. - Vol.40, N 1. - P.5 - 7.

32. DiMauro S., Servidei S., Zeviani M. et al. Cytochromecoxidase deficiency in Leigh syndrome// Ann. Neurol. 1987. - V01.22, N4. -P.498 - 506.

33. Dumoulin R., Sagnol I., Ferlin T. et al. A novel gly290asp mitochondrial cytochrome b mutation linked to a complex III deficiency in progressive exercise intolerance// Mol. Cell. Probes. 1996. - Vol.10, N3. - P.389 -391.

34. Dunbar D.R., Moonie P.A., Swingler R.J. et al. Maternally transmitted partial direct tandem duplication of mitochondrial DNA associated with diabetes mellitus// Hum. Mol. Genet. 1993. - Vol.2,N 7. - P. 1619 -1624.

35. Dutka S., Meinnel Т., Lazennec C. et al. Role of the 172 base pair in tRNAs for the activity of Escherichia coli peptidyl-tRNA hydrolase// Nucleic Acid Res. 1993. - Vol.17, 4. - P.4025 - 4030.

36. Enriquez J.A., Chomyn A., Attardi G. MtDNA mutation in MERRF syndrome causes defective aminoacylation of tRNALys and premature translation termination// Nat.Genet. 1995. - Vol.10, N 1.- P.47 - 55.

37. Feinberg A.P, Vogelstein B. A technique for radiolabeling DNA restriction endonuclease fragments to high specific activity// Anal. Biochem. 1983. - Vol.132, N 1. - P.6 - 13.

38. Giles R.E., Blanc H., Cann H.M, Wallace D.C. Maternal inheritance of human mitochondrial DNA// Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 1980. - Vol.77, N6.-P.6715-6719.

39. Goto Y-i, Nonaka I., Horai S. A mutation in the tRNALeu(UUR) gene associated with the MELAS subgroup of mitochondrial encephalomyopathies//Nature. 1990.-Vol.348, N4.-P.651 -653.

40. Grivell L.A. Nucleo-mitochondrial interactions in mitochondrial gene expression// Crit. Rev. Biochem.Mol.Biol. 1995. - Vol.30, N 2. -P.121 -164.

41. Hammans S.R, Sweeney M.G, Hanna M.G. The mitochondrial DNA transfer RNALeu(UUR)A->G (3243) mutation. A clinical and genetic study// Brain. 1995. - Vol.118,N 6. - P.721 - 734.

42. Harding A.E, Riordan-Eva P., Govan G.G. Mitochondrial DNA diseases: genotype and phenotype in Leber's hereditary optic neuropathy// Muscle Nerve. 1995. - Suppl.3 - P.82 - 84.

43. Harman D. The aging process// Proc.Natl.Acad. Sci.USA. 1981. -Vol.78, N7.-P.7124-7128.

44. Hayashi J.I, Ohta S., Kikuchi A. et al. Introduction of disease-related mitochondrial DNA deletions into HeLa cells lacking mitochondrial DNA results in mitochondrial dysfunction// Proc.Natl. Acad.Sci.USA. -1991. Vol.88, N 10.-P.10614-10618.

45. Heyer E. Mitochondrial and nuclear genetic contribution of female founders to a contemporary population in Northeast Quebec// Am.J.Hum.Genet. 1995. - Vol.56, N11. -P.1450 - 1455.

46. Hirano M., Shtilbans A., Mayeux R. et al. Apparent mtDNA heteroplasmy in Alzheimer's disease patients and in normals due to PCR amplification of nucleus-embedded mtDNA psudogenes// Proc.Natl.Acad. Sci.USA. 1997. - Vol. 94, N 12. - P. 14894 - 14899.

47. Holt I.J, Harding A.E, Cooper J.M. et al. Mitochondrial myopathies: clinical and biochemical features of 30 patients with major deletions of muscle mitochondrial DNA// Ann.Neurol. 1989. - Vol.26, N 5. -P.699 - 708.

48. Holt I.J., Harding A.E., Morgan-Hughes J.A. Deletions of muscle mitochondrial DNA in patients with mitochondrial myopathies// Nature. 1988. - Vol.331, N 6. - P.717 - 719.

49. Holt I.J., Harding A.E., Petty R.K.H, Morgan-Hughes J.A. A new mitochondrial disease associated with mitochondrial DNA heteroplasmy// Am.J.Hum. Genet. 1990. - Vol.46, N4. - P.428 - 433.

50. Howell N., Bindoff L.A., McCullough D.A. et al. Leber hereditary optic neuropathy: identification of the same mitochondrial ND1 mutation in six pedigrees// Am.J.Hum.Genet. 1991. - Vol.49, N 7. - P.939 - 950.

51. Howell N., Kubacka I., Mackey D.A. How rapidly does the human mitochondrial genome evolve?// Am.J. Hum.Genet. 1996. - Vol.59, N4.-P.501 - 509.

52. Howell N., Kubacka I., Smith R. et al. Association of the mitochondrial 8344 MERRF mutation with maternally inherited spinocerebellar degeneration and Leigh disease// Neurology. 1996. - Vol.46, N 3. -P.219 - 222.

53. Howell N. Evolutionary conservation of protein regions in the protomotive cytochrome b and their possible roles in redox catalysis// J.Mol.Evol. 1989. - Vol.29, N 23. - P.157 - 169.

54. Huoponen K., Vilkki J., Aula P., Nikoskelainen E.K Savontaus M-L. A new mtDNA mutation associated with Leber hereditary optic neuropathy// Am.J.Hum. Genet. 1991. - Vol.48, N 10. - P.l 147 - 53.

55. Hutchin Т., Cortopassi G. A mitochondrial DNA clone is associated with increased risk for Alzheimer's disease// Proc.Natl.Acad,Sci.USA. -1995. Vol.92, N11.- P.6892 - 6895.

56. Jaber L., Shohat M., Bu X. et al. Sensorineural deafness inherited as a tissue specific mitochondrial disorder// J.Med.Genet. 1992. - Vol.29, N2.-P.86- 90.

57. Jenuth J.P, Peterson A.C, Fu K., Shoubridge E.A. Random genetic drift in the female germline explains the rapid segregation of mammalian mitochondrial DNA//NatGenet.-1996.-Vol.14, N2.-P. 146- 151.

58. Johns D.R, Neufeld M.J, Park R.D. An ND-6 mitochondrial DNA mutation associated with Leber hereditary optic neuropathy// Biochem. Biophys.Res. Commun. 1992. - Vol.187, N 10. - P.1551 - 1557.

59. Jorde L.B, Bamshad MJ, Watkins W.S. et al. Origins and affinities of modern humans: a comparison of mitochondrial and nuclear genetic data// Am.J.Hum.Genet. 1995. - Vol.57, N 5. - P. 523 - 538.

60. Kawasaki E., Erlich H. Polymerase chain reaction and analysis of cancer cell markers// J. Natl.Cancer.Inst. 1990. - Vol.82, N 10. - P.806 -807.

61. Kelley S.O, Steinberg S.V, Schimmel P. Functional defects of pathogenic human mitochondrial tRNAs related to structural fragility// Nat.Struct.Biol. 2000. - Vol. 7, N 10. - P.862 -865.

62. Kennaway N.G, Keightley J.A, Burton M.D. et al. Mitochondrial encephalopathy associated with a nonsense mutation in cytochrome Ы/ Mol.Genet.Metab. 1998. - Vol.63, n 1. -P.49. (Abstract).

63. Kogelnik A.M, Lott M.T, Brown M.D, Navathe S.B, Wallace D.C MITOMAP: a human mitochondrial genome database 1998 update// Nucleic.Acids.Res,- 1998.-Vol.26, N2.-P.l 12- 115.

64. Kroemer, G., Zamzami, N. and Susin, S. A. Mitochondrial control of apoptosis// Immunology Today. -1997,- Vol. 18, N 1.- P. 44-51.

65. Larsson N-G., Tulinius M.H., Holme E. et al. Segregation and manifestations of the mtDNA tRNALys A-> G(8344) mutation of myoclonus epilepsy and ragged-red fibers (MERRF) syndrome// Am.J.Hum. Genet. 1992. - Vol.51, N12. - P. 1201 - 1212.

66. Leigh D. Subacute necrotizing encephaloniyelopathy in an infant// J.Neurol. Neurosurg.Psychiatry. 1951. - Vol.14, N 4.- P.216 - 221.

67. Lertrit P., Kapsa R.M., Jean-Francois M.J. et al. Mitochondrial DNA polymorphism in disease: a possible contributor to respiratory dysfunction// Hum Mo.Genet. 1994. - Vol.3, N 11. - P.1973 -1981.

68. Lightowlers R.N., Chinnery P.F., Turnbull D.M., Howell N. Mammalian mitochondrial genetics: heredity, heteroplasmy and disease// TIG 13. -1997. P.450-455.

69. Linnane A.W., Marzuki S., Ozawa Т., Tanaka M. Mitochondrial DNA mutations as an important contributor to ageing and degenerative diseases// Lancet. 1989. - Vol.1, N 8639. - P.642 - 645.

70. Mackey D.A, Oostra R-J., Rosenberg T. et al. Primary pathogenic mtDNA mutations in multigeneration pedigrees with Leber hereditary optic neuropathy// Am.J.Hum.Genet. 1996. - Vol. 59, N 4. - P.481 -485.

71. Majamaa K., Rusanen H., Remes A.M., Pyhtinen J., Hassinen I.E. Increase of blood NAD+ and attenuation of lactacidemia during nicotinamide treatment of a patient with the MELAS syndrome// Life Sc. 1996. - Vol.58, N6. - P.691 - 699.

72. Makela-Bengs P., Suomalainen A., Majander A. et al. Correlation between the clinical symptoms and the proportion of mitochondrial DNA carrying the 8993 point mutation in the NARP syndrom//. Pediatries. 1995. - Vol.37, N5. - P.634 - 639.

73. Manfredi G., Thyagarajan D., Papadopoulou L.C., Pallotti F., Schon E.A. The fate of human sperm-derived mtDNA in somatic cells// Am.J.Hum. Genet. 1997. - Vol.61, N9. - P.953 - 960.

74. Mann V.M., Cooper J.M., Rrige D. et al. Brain, skeletal muscle and platelet homogenate mitochondrial function in Parkinson's disease// Brain. 1992. - Vol.ll 5,Part N 2. - P.333 - 342.

75. Marchington D.R., Macaulay V., Hartshorne G.M., Barlow D., Poulton J. Evidence from human oocytes for a genetic bottleneck in an mtDNA disease// Am.Hum.Genet. 1998. - Vol.63, N 6. - P.769 - 775.

76. Merle P., Kadenbach B. The subunit composition of mammalian cytochrome с oxidase// Eur.J. Biochem. 1980. - Vol.105, N 3. - P.499 - 507.

77. Montoya J., Ojala D., Attardi G. Distinctive features of the 5'-terminal sequences of the human mitochondrial mRNAs// Nature. 1981. - Vol. 290, N 5. - P.465 - 470.

78. Moraes C.T., Ciacci F., Bonilla E. et al. Two novel pathogenic mitochondrial DNA mutations affecting organelle number and orotein svnthesis// J.Clin.Invest. 1993b. - Vol.92, N 9. - P.2906 -2915.

79. Moraes C.T., Ciacci F., Bonilla E. et al. A mitochondrial tRNA anticodon swap associated with a muscle disease// Nat.Genet. 1993a. -Vol.4,N3.-P.284-287.

80. Moraes C.T., DiMauro S., Zeviani M. et al. Mitochondrial DNA deletions in progressive external ophthalmoplegia and Kearns-Sayre syndrome// N.Engl. J.Med. 1989. - Vol.320, N11.- P. 1293 - 1299.

81. Munnich A., Rustin P., Rotig A.et al. Clinical aspects of mitochondrial disorders// J.Inherit. Metab.Dis. 1992. - Vol.15, N 4. - P.448 - 455.

82. Najarian D., Shu H.H., Martin N.C. Sequence and expression of four mutant aspartic acid tRNA genes from the mitochondria of Saccharomyces cerevisiae// Nucleic Acid Res. 1986. - Vol.14, N 8. -P.9561 -9578.

83. Nass M.M.K., Nass S. Intramitochondrial fibers with DNA characteristics// J.Cell.Biol. 1963. - Vol.19, N 5. - P.593 - 629.

84. Parker W.D., Filley C.M., Parks J.K. Cytochrome с oxidase deficiency in Alzheimer's disease// Neuroloy. 1990. - Vol.40, N 10. - P. 1302 -1303.

85. Pavlakis S.G., Phillips P.C., DiMauro S., De Vivo D.C., Rowland L.P. Mitochondrial myopathy, encephalopathy, lactic acidosis and strokelikeepisodes: a distinctive clinical syndrome// Ann. Neurol.- 1984. Vol.16, N3.-P.481 -488.

86. Petruzzella V., Moraes C.T., Sano M.C. et al. Extremely high levels of mutant mtDNAs co-localize with cytochrome с oxidase-negative ragged-red fibers in patients harboring a point mutation at nt 3243// Hum.Mo.Genet. 1994. - Vol., N4. - P. 449 -454.

87. Poulton J., Macaulay V., Marchington D.R. Is the bottleneck cracked?//.Am J.Hum.Genet. 1998. - Vol.62, N6. - P.752 - 757.

88. Poulton J., Morten K.J., Weber K., Brown G.K., Bindoff L. Are duplications of mitochondrial DNA characteristic of Kearns-Sayre syndrome?// Hum.Mol. Genet. 1994. - Vol.3, N 8. - P.947 - 951.

89. Prezant T.R., Agapian J.V., Bohlman MC. et al. Mitochondrial ribosomal RNA mutation associated with both antibiotic-induced and non-syndromic deafness// Na. Gene. 1993. - Vol.4, N 4. - P. 289 -294.

90. Reardon W., Ross R.J.M., Sweeney M.G., et al. Diabetes mellitus associated with a pathogenic point mutation in mitochondrial DNA// Lancet. 1992. - Vol.340, N9. - P. 1376 - 1379.

91. Richter C. Do mitochondrial DNA fragments promote cancer and aging?// FEBS Lett. 1988. - Vol.241, N1. -P.l - 5.

92. Rotig A., Colonna M., Bonnefont J.P. et al. Mitochondrial DNA deletion in Pearson's marrow/pancreas syndrome// Lancet. 1989. -Vol. i. -P.902 - 903.

93. Sambrook J., Fritsch E.F., Maniatis T. Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 1st edition, Cold Spring Laboratory, Cold Spring Harbor, New York. 1982.

94. Santorelli F.M., Мак S., El-Schahawi M. et al. Maternally inherited cardiomyopathy and hearing loss associated with a novel mutation in the mitochondrial tRNALys gene (G8363A// Am.J.Hun. Genet. 1996. - Vol.58, N 8. -P.933 - 939.

95. Santorelli F.M., Shanske S., Jam K.D. et al. A T—С mutation at nt 8993 of mitochondnal DNA in a child with Leigh syndrome// Neurology. 1994. -Vol.44, N8. -P.972- 974.

96. Santorelli F.M., Tanji K., Shanske S. et al. The mitochondrial DNA A8344G mutation in Leigh syndrome revealed by analysis in paraffin-embedded sections: Revisiting the past// Ann.Neurol. 1998. -Vol.44, N 9.-P.962-964.

97. Schapira A.H., Cooper J.M., Dexter D. et al. Mitochondrial complex I deficiency in Parkinson's disease// J.Neurochem. 1990. -Vol.54, N3.-P.823 -827.

98. Schapira A.H.V. Mitochondrial involvement in Parkinson's disease, Huntington's disease, hereditary spastic paraplegia and Friedreich's ataxia// Biochim.Biophys.Acta. 1999. - Vol.1410, N 5. -P.159 - 170.

99. Schapira A.H.V., Cooper J.M., Dexter D. et al. Mitochondrial complex I deficiency in Parkinson's disease// Lancet. 1989. - Vol.i. -P.1269.

100. Schon E.A., Bonilla E., DiMauro S. Mitochondrial DNA mutations and pathogenesis// J. Bioenerg.Biomembr. 1997. - Vol.29, N2.-P.131-149.

101. Sciacco M., Bonifia E. Cytochemistry and immunocytochemistry of mitochondria on tissue sections// Methods.Enzymol. 1996. — Vol.264, N 4.-P.509-521.

102. Sciacco M., Bonilla E., Schon E.A. et al. Distribution of wild type and common deletion forms of mtDNA in normal and respiratory-deficient muscle fibers from patients with mitochondnal myopathy// Hum.Mol.Genet. 1994. - Vol.3, N1. -P.13 - 19.

103. Seibel P., Trappe J., Villani G. et al. Transfection of mitochondria: strategy towards a gene therapy of mitochondrial DNA diseases// Nucleic Acids Res. 1995. - Vol.23, N 1. - P.10 - 17.

104. Shay J.W., Werbin H. New evidence for the insertion of mitochondrial DNA into the human genome: significance for cancer and aging// Mutat. Res. 1992. - Vol.275, N3. - P.227 - 235.

105. Shoffner J.M.,Wallace D.C. Oxidative phosphorylation diseases. Scriver C.R., Beaudet A.L., Sly W.S., Valle D. (eds)// The metabolic and molecular basis of inherited disease. McGraw-Hill, New York. 1995. -P.1535 - 1609.

106. Shoffner J.M., Brown M.D., Torroni A. et al. Mitochondrial DNA variants observed in Alzheimer disease and Parkinson disease patients// Genomics. 1993.-Vol. 17, N3.-P. 171 - 184.

107. Shoffher J.M., Brown M.D., Torroni A. et al. Mitochondrial DNA variants observed in Alzheimer disease and Parkinson disease patients// Genomics. 1993.-Vol.17, N 1.-P.171 - 184.

108. Shoffher J.M., Lott M.T., Lezza A.M.S. et al. Myoclonic epilepsy and ragged-red fiber disease (MERRF) is associated with a mitochondrial DNA tRNALys mutation// Cell. 1990. - Vol.61, N 7. - P. 931-937.

109. Silvestri G., Ciafaloni E., Santorelli F.M. et al. Clinical features associated with the A—G transition at nucleotide 8344 of mtDNA ("MERRF" mutation// Neurology. 1993. - Vol.43, N 9. - P. 1200 -1206.

110. Silvestri G., Moraes C.T., Shanske S. et al. A new mtDNA mutation in the tRNA Lys gene associated with myoclonic epilepsy and ragged-red fibers (MERRF)/ Am.J.Hum.Genet. 1992. - Vol.51, N9. -P.1213 -1217.

111. Silvestri G., Servidei S., Rana M.at al. A novel mitochondrial DNA point mutation in the tRNA(Ile) gene is associated with progressive external ophtalmoplegia// Biochem.Biophys.Res. Commun.-1996. Vol.220, N 3. - P.623 - 627.

112. Simonetti S., Chen X., DiMauro S., Schon E.A. Accumulation of deletions in human mitochondrial DNA during normal aging: analysis by quantitative PCR// Biochim.Biophys.Acta. 1992. - Vol.1180, N 12. -P.113- 122.

113. Sobreira C., Hirano M., Shanske S. et al. Mitochondrial en-cephalomyopathy with coenzyme Q10 defkienc// Neurology. 1998. -Vol.48, M12. - P. 1238 - 1243.

114. Soong N.W., Hinton D.R., Cortopassi G., Arnheim N. Mosaicism for a specific somatic mitochondrial DNA mutation in adult human brain// Nat.Genet. 1992. - Vol.2, N 3. - P.318 - 323.

115. Southern E.M. Detection of specific sequences among DNA fragments separated by gel electrophoresis// J.Mol. Biol. 1975. -Vol.98, N3.-P.503 - 517.

116. St John J., Sakkas D., Dimitriadi K.at al. Failure of elimination of paternal mitochondrial DNA in abnormal embryos// Lancet. 2000. -Vol.355, N3.-P.200.

117. Suomalainen A., Ciafaloni E., Koga Y. et al. Use of single strand conformation polymorphism analysis to detect point mutations in human mitochondrial DNA// J.Neurol.Sci. 1992. -Vol.111,N 3. - P.222 - 226.

118. Suomalainen A., Kollmann P., Octave J.N., Soderlund H., Syvanen A.C. Quantification of mitochondrial DNA carrying the tRNALys 8344 point mutation in myoclonus epilepsy and ragged-red-fiber disease// Eu.J.Hum.Genet. 1993. - Vol.1, N1. - P. 88 - 95.

119. Suomalainen A., Majander A., Pihko H., Peltonen L., Syvanen A.C. Quantification of tRNALeu 3243 point mutation of mitochondrial DNA in MELAS patients and its effects on mitochondrial transcription// Hum.Mol.Genet. 1993. - Vol.2, N 6. - P.525 - 534.

120. Suzuki Y., Kadowaki H., Atsumi Y. et al. A case of diabetic amyotrophy associated with 3243 mitochondrial tRNAleu(UUR) mutation and successful therapy with coenzyme Q10// Endocr.J.- 1995. Vol. 42, N2. -P.141 -145.

121. Taanman J.W. The mitochondrial genome: structure, transcription, translation and replication// Biochim.Biophys, Acta. -1999. Vol. 1410, N 2.- P.103 - 123.

122. Tatuch Y., Christodoulou J., Feigenbaum A. et al. Heteroplasmic mtDNA mutation (T ->G) at 8993 can cause Leigh disease when the percentage of abnormal mtDNA is high// Am.J.Hum.Genet.- 1992. -Vol.50, N 5.-P.852-858.

123. Tatuch Y., Pagon R.A., Vlcek B.at al. R, The 8993 mtDNA mutation: heteroplasmy and clinical presentation in three families// Eur.J.Hum.Genet. 1994. - Vol.2, N 1. - PP.35 - 43.

124. Thyagarajan D., Shanske S., Vazquez-Memije M., De Vivo D., DiMauro S. A novel mitochondrial ATPase 6 point mutation in familial bilateral striatal necrosis// Ann.Neurol.- 1995. Vol.38, N 7. - P. 468 -472.

125. Torroni A., Carelli V., Petrozzi M. at al. Detection of the mtDNA 14484 mutation on an African-specific haplotype: implications about itsrole in causing Leber hereditary optic neuropathy// Am.J.Hum.Genet. — 1996b. Vol.59,N 2.- P.248 - 252.

126. Tritschler H.J., Andreetta F., Moraes C.T. et al. Mitochondrial myopathy of childhood associated with depletion of mitochondrial DNA// Neurology. 1991. - Vol.42, N 3. - P.209 - 217.

127. Trounce I., Byrne E., Marzuki S. Decline in skeletal muscle mitochondrial respiratory chain function: possible factor in ageing// Lancet. 1989. - Vol.N 8639. - P.637 - 639.

128. Wallace D.C. Structure and evolution of organelle genomes// Microbiol Rev. 1982. - Vol. 46, N 3. - P.208 - 240.

129. Wallace D.C. Mitochondrial diseases: genotype versus phenotype// TIG. 1993. - Vol.9, N 2. - P. 128 - 133.

130. Wallace D.C. Mitochondrial DNA mutations in diseases of energy metabolism// J.Bioenerg.Biomembr. 1994. - Vol.26, N 2. - P. 241 - 250.

131. Wallace D.C. Mitochondrial DNA variation in human evolution and disease// Proc.Natl.Acad.Sci. USA. 1995. - Vol.91, N 12. -P.8739 - 8746.

132. Wallace D.C., Brown M.D, Lott M.T. Mitochondrial genetics// Principles and practice of medical genetics. Churchill Livingstone, London, 1997a. P. 277-332.

133. Wallace D.C, Shoffner J.M., Watts R.L., Juncos J.L., Torroni A. Mitochondrial oxidative phosphorylation defects in Parkinson's disease// Ann.Neurol. 1992. - Vol.32, N 2. - P. 113 - 114.

134. Wallace D.C., Singh G., Lott M.T. et al. Mitochondrial DNA mutation associated with Leber's hereditary optic neuropathy// Science. 1988. - Vol.242, Nll.-P.1427- 1430.

135. Weber J.L., May P.E. Abundant class of human DNA polymorphisms which can be typed using the polymerase chain reaction//Am. Hum.Genet. 1989. - Vol.44, N2. - P.388 - 396.

136. Zeviani M., Moraes C.T., DiMauro S. Deletions of mitochondrial DNA in Kearns-Sayre syndrome// Neurology. 1988. - Vol.38, N 12. -P.1339 - 1346.

137. Zeviani M., Muntoni F., Savarese N. et al. A MERRF/MELAS overlap syndrome with a new point mutation in the mitochondrial DNA tRNALys gene// Eur.J.Hum.Genet. 1993. -Vol.1, N1. - P. 80 - 87.

138. Zeviani M., Tiranti V., Piantadosi C. Reviews in molecular medicine. Mitochondrial disorders// Medicine. 1998. - Vol.77, N 1. -P.59-72.