medgenМедицинская генетикаMedical Genetics2073-7998Publishing House «Genius Media» LLC10.25557/2073-7998.2025.08.94-97medgen-3137Research ArticleКРАТКОЕ СООБЩЕНИЕBRIEF REPORTРоль афидиколин-чувствительных сайтов ломкости хромосом в генетической нестабильности ИПСКThe role of aphidicolin-sensitive fragile sites in iPSCs genetic instabilityПожитноваВ. О.PozhitnovaV. O.

Виктория Олеговна Пожитнова

115522; ул. Москворечье, д. 1; Москва

Victoria O. Pozhitnova

115522; 1, Moskvorechie st.; Moscow

victoriapozhitnova@gmail.comКисловаА. В.KislovaA. V.

115522; ул. Москворечье, д. 1; Москва

115522; 1, Moskvorechie st.; Moscow

СвиридовФ. С.SviridovP. S.

115522; ул. Москворечье, д. 1; Москва

115522; 1, Moskvorechie st.; Moscow

СвиридоваВ. В.SviridovaV. V.

115522; ул. Москворечье, д. 1; Москва

115522; 1, Moskvorechie st.; Moscow

ГумероваЛ. И.GumerovaL. I.

115522; ул. Москворечье, д. 1; Москва

115522; 1, Moskvorechie st.; Moscow

КиселевД. С.KiselevD. S.

115522; ул. Москворечье, д. 1; Москва

115522; 1, Moskvorechie st.; Moscow

ЖеглоД. Г.ZhegloD. G.

115522; ул. Москворечье, д. 1; Москва

115522; 1, Moskvorechie st.; Moscow

ВоронинаЕ. С.VoroninaE. S.

115522; ул. Москворечье, д. 1; Москва

115522; 1, Moskvorechie st.; Moscow

ФГБНУ Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. БочковаРоссияResearch Centre for Medical GeneticsRussian Federation2025191020252489497Copyright © Пожитнова В.О., Кислова А.В., Свиридов Ф.С., Свиридова В.В., Гумерова Л.И., Киселев Д.С., Жегло Д.Г., Воронина Е.С., 20252025Пожитнова В.О., Кислова А.В., Свиридов Ф.С., Свиридова В.В., Гумерова Л.И., Киселев Д.С., Жегло Д.Г., Воронина Е.С.Pozhitnova V.O., Kislova A.V., Sviridov P.S., Sviridova V.V., Gumerova L.I., Kiselev D.S., Zheglo D.G., Voronina E.S.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/3137   Введение

   Введение. Одной из причин генетической нестабильности индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК) является репликационный стресс (РС). РС приводит к формированию разрывов и пробелов хроматид в районах конститутивных ломких сайтов (кЛС), которые являются «горячими точками» для формирования хромосомных перестроек. Процесс митотическогоб синтеза ДНК (MiDAS) служит для восстановления целостности генома при РС и является маркером кЛС.

   Цель и задачи

   Цель и задачи: картирование хромосомных разрывов и сайтов MiDAS в ИПСК.

   Методы

   Методы. Индукцию РС проводили афидиколином и кофеином. Районы MiDAS детектировали по включению EdU на ранних этапах митоза. Дифференциальное окрашивание проводили с помощью DAPI и актиномицина Д.

   Результаты

   Результаты. Проанализированы 3 линии ИПСК (P1L5, P12L3, P16L1). Cреди 800 картированных хромосомных разрывов было выявлено 33 кЛС. Охарактеризованы как описанные ранее, так и уникальные для ИПСК кЛС. Выявлены кЛС, ко-локализованные с точками разрыва рекуррентных аномалий кариотипа ИПСК.

   Выводы

   Выводы. Впервые описан репертуар кЛС в ИПСК и их ассоциации с рекуррентными перестройками.

   Introduction

   Introduction. One of the causes of genetic instability in iPSCs is replication stress (RS). RS leads to the formation of chromatid breaks and gaps in regions of constitutive fragile sites (cFS), which are «hotspots» for chromosomal rearrangements. The process of mitotic DNA synthesis (MiDAS) serves to restore genome integrity under RS and acts as a marker of cFS.

   Objective

   Objective: mapping chromosomal breaks and MiDAS sites in iPSCs.

   Methods

   Methods. RS was induced using aphidicolin and caffeine. MiDAS regions were detected by EdU incorporation at early mitotic stages. Differential staining was performed using DAPI and actinomycin D.

   Results

   Results. Three iPSC lines (P1L5, P12L3, P16L1) were analyzed. Among 800 mapped chromosomal breaks, 33 cFS were identified. Both previously described and iPSC-specific cFS were characterized. cFS co-localized with breakpoints of recurrent karyotypic abnormalities in iPSCs were identified.

   Conclusions

   Conclusions. For the first time, a repertoire of cFS in iPSCs and their associations with recurrent rearrangements has been described.

индуцированные плюрипотентные стволовые клеткирепликационный стрессконститутивные ломкие сайтыгенетическая нестабильностьinduced pluripotent stem cellsreplication stresscommon fragile sitesgenetic instabilityРабота выполнена в рамках государственного задания Минобрнауки России для ФГБНУ МГНЦThe work was carried out within the framework of the state assignment of the Ministry of Science and Higher Education of Russia for the Research Centre for Medical GeneticsReferencesRuiz S., Lopez-Contreras A.J., Gabut M. et al. Limiting replication stress during somatic cell reprogramming reduces genomic instability in induced pluripotent stem cells. Nat Commun. 2015;6:8036. doi: 10.1038/ncomms9036.Ruiz S., Lopez-Contreras A.J., Gabut M. et al. Limiting replication stress during somatic cell reprogramming reduces genomic instability in induced pluripotent stem cells. Nat Commun. 2015;6:8036. doi: 10.1038/ncomms9036.Assou S., Girault N., Plinet M. et al. Recurrent Genetic Abnormalities in Human Pluripotent Stem Cells: Definition and Routine Detection in Culture Supernatant by Targeted Droplet Digital PCR. Stem Cell Reports. 2020;14(1):1-8. doi: 10.1016/j.stemcr.2019.12.004.Assou S., Girault N., Plinet M. et al. Recurrent Genetic Abnormalities in Human Pluripotent Stem Cells: Definition and Routine Detection in Culture Supernatant by Targeted Droplet Digital PCR. Stem Cell Reports. 2020;14(1):1-8. doi: 10.1016/j.stemcr.2019.12.004.Пожитнова В.О., Свиридова В.В., Кислова А.В. и др. Аномалии кариотипа в линиях индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, полученных от российских доноров. Медицинская генетика. 2023;22(12):59-66. doi: 10.25557/2073-7998.2023.12.59-66Pozhitnova V.O., Sviridova V.V., Kislova A.V., et al. Anomalii kariotipa v liniyakh indutsirovannykh plyuripotentnykh stvolovykh kletok, poluchennykh ot rossiyskikh donorov [Karyotype abnormalities in induced pluripotent stem cells derived from Russian donors]. Meditsinskaya genetika [Medical Genetics]. 2023;22(12):59-66. (In Russ.) doi: 10.25557/2073-7998.2023.12.59-66Narozna M., Latham M.C., Gorbsky G.J. Origin of Chromosome 12 Trisomy Surge in Human Induced Pluripotent Stem Cells (iPSCs). bioRxiv [Preprint]. 2025 Jan 23:2024.12.02.626470. doi: 10.1101/2024.12.02.626470Narozna M., Latham M.C., Gorbsky G.J. Origin of Chromosome 12 Trisomy Surge in Human Induced Pluripotent Stem Cells (iPSCs). bioRxiv [Preprint]. 2025 Jan 23:2024.12.02.626470. doi: 10.1101/2024.12.02.626470Naim V., Wilhelm T., Debatisse M,. Rosselli F. ERCC1 and MUS81-EME1 promote sister chromatid separation by processing late replication intermediates at common fragile sites during mitosis. Nat Cell Biol. 2013;15(8):1008-15. doi: 10.1038/ncb2793.Naim V., Wilhelm T., Debatisse M,. Rosselli F. ERCC1 and MUS81-EME1 promote sister chromatid separation by processing late replication intermediates at common fragile sites during mitosis. Nat Cell Biol. 2013;15(8):1008-15. doi: 10.1038/ncb2793.Spits C., Mateizel I., Geens M., et al. Recurrent chromosomal abnormalities in human embryonic stem cells. Nat Biotechnol. 2008;26(12):1361-3. doi: 10.1038/nbt.1510.Spits C., Mateizel I., Geens M., et al. Recurrent chromosomal abnormalities in human embryonic stem cells. Nat Biotechnol. 2008;26(12):1361-3. doi: 10.1038/nbt.1510.Nguyen H.T., Geens M., Mertzanidou A. et al. Gain of 20q11.21 in human embryonic stem cells improves cell survival by increased expression of Bcl-xL. Mol Hum Reprod. 2014;20(2):168-77. doi: 10.1093/molehr/gat077.Nguyen H.T., Geens M., Mertzanidou A. et al. Gain of 20q11.21 in human embryonic stem cells improves cell survival by increased expression of Bcl-xL. Mol Hum Reprod. 2014;20(2):168-77. doi: 10.1093/molehr/gat077.

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