medgenМедицинская генетикаMedical Genetics2073-7998Publishing House «Genius Media» LLC10.25557/2073-7998.2022.12.64-70medgen-2220Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL RESEARCHМейотическая сегрегация и межхромосомный эффект гетерохроматиновых малых сверхчисленных маркерных хромосомMeiotic segregation and interchromosomal effect of heterochromatin small supernumerary marker chromosomesТарлычеваА. А.TarlychevaA. A.atarlycheva@med-gen.ruМарковаЖ. Г.MarkovaZh. G.noemail@neicon.ruМиньженковаМ. Е.MinjenkovaM. E.noemail@neicon.ruШиловаН. В.ShilovaN. V.noemail@neicon.ruФГБНУ «Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова»РоссияResearch Centre for Medical GeneticsRussian Federation20221301202321126470Copyright © Тарлычева А.А., Маркова Ж.Г., Миньженкова М.Е., Шилова Н.В., 20232023Тарлычева А.А., Маркова Ж.Г., Миньженкова М.Е., Шилова Н.В.Tarlycheva A.A., Markova Z.G., Minjenkova M.E., Shilova N.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.medgen-journal.ru/jour/article/view/2220

Введение. Малые сверхчисленные маркерные хромосомы (мСМХ), состоящие из гетерохроматиновых районов, могут быть обнаружены у индивидуумов без видимых аномалий фенотипа. Их наличие в кариотипе иногда приводит к репродуктивным проблемам, связанным с риском возникновения ошибок мейоза вследствие нарушения межхромосомного синапсиса и процесса расхождения гомологичных хромосом. Цель: изучение мейотической сегрегации и оценка частоты формирования гамет с анеуплоидией у мужчин с кариотипом 47,XY,+mar без клинически значимых аномалий фенотипа. Материалы и методы: флуоресцентная in situ гибридизация (FISH) на препаратах из эякулята семи мужчин, асимптоматических носителей мСМХ. Результаты: у всех носителей мСМХ частота сперматозоидов, содержащих маркерную хромосому, не превышала 28% и в среднем составляла 15,04±9,4 (±SD). Доля анеуплоидных сперматозоидов не превышала 3,1% и в среднем составляла 1,9±1,1 что сопоставимо с частотой анеуплоидии в гаметах индивидуумов с различными показателями спермы и нормальным кариотипом, которая не превышает 5,9% и в среднем составляет 2,2±1,8. Выводы: в мейозе носителей гетерохроматиновых мСМХ гаметы преимущественно формируются без маркерной хромосомы. Показано, что присутствие мСМХ в клетках эякулята не оказывает существенного влияния на мейотическую сегрегацию других хромосом, т.е. межхромосомный эффект отсутствует.

Introduction. Small supernumerary marker chromosomes (sSMCs) consisting of heterochromatin regions can be found in individuals without visible phenotypic abnormalities. Their presence in the karyotype sometimes leads to reproductive problems associated with the risk of meiosis errors due to interchromosomal synapses and the process of non-disjunction of homologous chromosomes. Aim: to investigate meiotic segregation and evaluate the frequency of gamete formation with aneuploidy in males with karyotype 47,XY,+mar without clinically significant phenotypic abnormalities. Materials and Methods: fluorescence in situ hybridization (FISH) on fixed sperm preparations in 7 male patients-asymptomatic carriers of sSMC. Results. In all sSMC carriers, the frequency of spermatozoa containing the marker chromosome did not exceed 30% and averaged 15.04±9.4 (±SD). The proportion of aneuploid spermatozoa did not exceed 3.1% and, on average, was 1.9%±1.1, which does not differ from the frequency of aneuploidy in gametes in individuals with normal karyotype (does not exceed 5.9% and, on average, is 2.2±1.8). Conclusions. In carriers of heterochromatinous sSMC gametes in meiosis are predominantly formed without a marker chromosome. It has been shown that the presence of a high proportion of sSMC in the ejaculate cells does not significantly affect the meiotic segregation of other chromosomes, i.e., there is no interchromosomal effect.

мСМХFISH сперматозоидовмейотическая сегрегацияsSMCsperm FISHmeiotic segregationReferencesMau-Holzmann U.A. Somatic chromosomal abnormalities in infertile men and women. Cytogenet Genome Res. 2005;111(3-4):317-36. doi: 10.1159/000086906Mau-Holzmann U.A. Somatic chromosomal abnormalities in infertile men and women. Cytogenet Genome Res. 2005;111(3-4):317-36. doi: 10.1159/000086906Liehr T., Weise A. Frequency of small supernumerary marker chromosomes in prenatal, newborn, developmentally retarded and infertility diagnostics.Int. J. Mol. Med. 2007;19: 719-731 DOI: https://doi.org/10.3892/ijmm.19.5.719Liehr T., Weise A. Frequency of small supernumerary marker chromosomes in prenatal, newborn, developmentally retarded and infertility diagnostics.Int. J. Mol. Med. 2007;19: 719-731 DOI: https://doi.org/10.3892/ijmm.19.5.719Manvelyan M., Riegel M., Santos M., Fuster C., Pellestor F., Mazaurik M.L., et al. Thirty-two new cases with small supernumerary marker chromosomes detected in connection with fertility problems: detailed molecular cytogenetic characterization and review of the literature.Int J Mol Med. 2008;21(6):705-14. DOI: https://doi.org/10.3892/ijmm.21.6.705Manvelyan M., Riegel M., Santos M., Fuster C., Pellestor F., Mazaurik M.L., et al. Thirty-two new cases with small supernumerary marker chromosomes detected in connection with fertility problems: detailed molecular cytogenetic characterization and review of the literature.Int J Mol Med. 2008;21(6):705-14. DOI: https://doi.org/10.3892/ijmm.21.6.705Liehr T. Small supernumerary marker chromosomes and tumors marker. In: Small supernumerary marker chromosomes (sSMC) [Internet]. 2012. p. 181. Available from: DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-20766-2Liehr T. Small supernumerary marker chromosomes and tumors marker. In: Small supernumerary marker chromosomes (sSMC) [Internet]. 2012. p. 181. Available from: DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-20766-2Karamysheva T., Kosyakova N., Guediche N., Liehr T. Small supernumerary marker chromosomes and the nuclear architecture of sperm-a study in a fertile and an infertile brother. Syst Biol Reprod Med. 2015;6368(1):32-6. DOI: https://doi.org/10.3109/19396368.2014.979956Karamysheva T., Kosyakova N., Guediche N., Liehr T. Small supernumerary marker chromosomes and the nuclear architecture of sperm-a study in a fertile and an infertile brother. Syst Biol Reprod Med. 2015;6368(1):32-6. DOI: https://doi.org/10.3109/19396368.2014.979956Тарлычева А.А., Маркова Ж.Г., Сорокина Т.М., Черных В.Б., Шилова Н.В. Частота анеуплоидии в сперматозоидах у мужчин с нарушением фертильности. Медицинская генетика. 2020; 19(3): 89-90. DOI: https://doi.org/10.25557/2073-7998.2020.03.89-90Тарлычева А.А., Маркова Ж.Г., Сорокина Т.М., Черных В.Б., Шилова Н.В. Частота анеуплоидии в сперматозоидах у мужчин с нарушением фертильности. Медицинская генетика. 2020; 19(3): 89-90. DOI: https://doi.org/10.25557/2073-7998.2020.03.89-90Liehr T., Hamid Al-Rikabi A.B. Impaired spermatogenesis due to small supernumerary marker chromosomes: the reason for infertility is only reliably ascertainable by cytogenetics. Sex Dev. 2018;12(6):281-287. DOI: https://doi.org/10.1159/000491870Liehr T., Hamid Al-Rikabi A.B. Impaired spermatogenesis due to small supernumerary marker chromosomes: the reason for infertility is only reliably ascertainable by cytogenetics. Sex Dev. 2018;12(6):281-287. DOI: https://doi.org/10.1159/000491870Гинтер Е.К., Золотухина Т.В., Антоненко В.Г., Шилова Н.В., Цветкова Т.Г., Жулева Л.Ю. Цитогенетические методы диагностики хромосомных болезней. Методическое пособие для врачей. М.; 2009Гинтер Е.К., Золотухина Т.В., Антоненко В.Г., Шилова Н.В., Цветкова Т.Г., Жулева Л.Ю. Цитогенетические методы диагностики хромосомных болезней. Методическое пособие для врачей. М.; 2009Шилова Н.В. Совершенствование подходов к диагностике хромосомных аномалий в рамках персонализированной медицины: дис. д-ра мед. наук. М., 2016Шилова Н.В. Совершенствование подходов к диагностике хромосомных аномалий в рамках персонализированной медицины: дис. д-ра мед. наук. М., 2016Liehr T. Small Supernumerary Marker Chromosomes (sSMC). A Guide for Human Geneticists and Clinicians. Springer Berlin, Heidelberg. 2012. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-20766-2Liehr T. Small Supernumerary Marker Chromosomes (sSMC). A Guide for Human Geneticists and Clinicians. Springer Berlin, Heidelberg. 2012. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-20766-2Kirkpatrick G., Ren H., Liehr T., Chow V., Ma S. Meiotic and sperm aneuploidy studies in three carriers of Robertsonian translocations and small supernumerary marker chromosomes. Fertil Steril [Internet]. 2015; 103(5):1162-1169.e7. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2015.02.006Kirkpatrick G., Ren H., Liehr T., Chow V., Ma S. Meiotic and sperm aneuploidy studies in three carriers of Robertsonian translocations and small supernumerary marker chromosomes. Fertil Steril [Internet]. 2015; 103(5):1162-1169.e7. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2015.02.006Pristyazhnyuk I.E., Menzorov A.G. Ring chromosomes: from formation to clinical potential. Protoplasma.2018; 255: 439-449. DOI: https://doi.org/10.1007/s00709-017-1165-1Pristyazhnyuk I.E., Menzorov A.G. Ring chromosomes: from formation to clinical potential. Protoplasma.2018; 255: 439-449. DOI: https://doi.org/10.1007/s00709-017-1165-1Kosztolányi G. Does “ring syndrome” exist? An analysis of 207 case reports on patients with a ring autosome. Hum Genet. 1987; 75(2):174-179. DOI: https://doi.org/10.1007/BF00591082Kosztolányi G. Does “ring syndrome” exist? An analysis of 207 case reports on patients with a ring autosome. Hum Genet. 1987; 75(2):174-179. DOI: https://doi.org/10.1007/BF00591082Olszewska M., Wanowska E., Kishore A., Huleyuk N. Genetic dosage and position effect of small supernumerary marker chromosome ( sSMC ) in human sperm nuclei in infertile male patient. Nat Publ Gr [Internet]. 2015;(October):1-14. DOI: https://doi.org/10.1038/srep17408Olszewska M., Wanowska E., Kishore A., Huleyuk N. Genetic dosage and position effect of small supernumerary marker chromosome ( sSMC ) in human sperm nuclei in infertile male patient. Nat Publ Gr [Internet]. 2015;(October):1-14. DOI: https://doi.org/10.1038/srep17408Martin R. H. et al. The meiotic segregation of human sperm chromosomes in two men with accessory marker chromosomes. Am. J. Med. Genet. 1986; 25: 381-388Martin R. H. et al. The meiotic segregation of human sperm chromosomes in two men with accessory marker chromosomes. Am. J. Med. Genet. 1986; 25: 381-388Robinson D.O., Jacobs P.A. The origin of the extra Y chromosome in males with a. Hum Mol Genet. 1999;8(12):2205-10. DOI: https://doi.org/10.1093/hmg/8.12.2205Robinson D.O., Jacobs P.A. The origin of the extra Y chromosome in males with a. Hum Mol Genet. 1999;8(12):2205-10. DOI: https://doi.org/10.1093/hmg/8.12.2205Perrin A. et al. Characterization and meiotic segregation of a supernumerary marker chromosome in sperm of infertile males: Case report and literature review. Eur. J. Med. Genet. 2012;55, 743-746. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ejmg.2012.09.004Perrin A. et al. Characterization and meiotic segregation of a supernumerary marker chromosome in sperm of infertile males: Case report and literature review. Eur. J. Med. Genet. 2012;55, 743-746. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ejmg.2012.09.004Miller D.E. The Interchromosomal Effect: Different Meanings for Different Organisms. Genetics. 2020; 216(3): 621-631. DOI: https://doi.org/10.1534/genetics.120.303656Miller D.E. The Interchromosomal Effect: Different Meanings for Different Organisms. Genetics. 2020; 216(3): 621-631. DOI: https://doi.org/10.1534/genetics.120.303656Kirkpatrick G., Ferguson K.A., Gao H., Tang S., Chow V., Yuen B.H., et al. A comparison of sperm aneuploidy rates between infertile men with normal and abnormal karyotypes. Hum Reprod. 2008;23:1679-83. DOI: https://doi.org/10.1093/humrep/den126Kirkpatrick G., Ferguson K.A., Gao H., Tang S., Chow V., Yuen B.H., et al. A comparison of sperm aneuploidy rates between infertile men with normal and abnormal karyotypes. Hum Reprod. 2008;23:1679-83. DOI: https://doi.org/10.1093/humrep/den126

The authors declare that there are no conflicts of interest present.