Hereditary breast cancer: present status of problem

The incidence of breast cancer is increasing in most countries every year. The purpose of this literature review is to provide up-to-date information about the causes, mechanisms of development, various methods of prevention, early diagnosis and treatment of hereditary breast cancer. The effectiveness of bilateral preventive mastectomy is discussed

Triplet repeat DNA structures and human genetic disease: dynamic mutations from dynamic DNA.

Fourteen genetic neurodegenerative diseases and three fragile sites have been associated with the expansion of (CTG)n (CAG)n, (CGG)n (CCG)n, or (GAA)n (TTC)n repeat tracts. Different models have been proposed for the expansion of triplet repeats, most of which presume the formation of alternative DNA structures in repeat tracts. One of the most likely structures, slipped strand DNA, may stably and reproducibly form within triplet repeat sequences. The propensity to form slipped strand DNA is proportional to the length and homogeneity of the repeat tract. The remarkable stability of slipped strand DNA may, in part, be due to loop-loop interactions facilitated by the sequence complementarity of the loops and the dynamic structure of three-way junctions formed at the loop-outs

Bubbles, clusters and denaturation in genomic DNA: modeling, parametrization, efficient computation

The paper uses mesoscopic, non-linear lattice dynamics based (Peyrard-Bishop-Dauxois, PBD) modeling to describe thermal properties of DNA below and near the denaturation temperature. Computationally efficient notation is introduced for the relevant statistical mechanics. Computed melting profiles of long and short heterogeneous sequences are presented, using a recently introduced reparametrization of the PBD model, and critically discussed. The statistics of extended open bubbles and bound clusters is formulated and results are presented for selected examples.Comment: to appear in a special issue of the Journal of Nonlinear Mathematical Physics (ed. G. Gaeta

Au-Ag template stripped pattern for scanning probe investigations of DNA arrays produced by Dip Pen Nanolithography

We report on DNA arrays produced by Dip Pen Nanolithography (DPN) on a novel Au-Ag micro patterned template stripped surface. DNA arrays have been investigated by atomic force microscopy (AFM) and scanning tunnelling microscopy (STM) showing that the patterned template stripped substrate enables easy retrieval of the DPN-functionalized zone with a standard optical microscope permitting a multi-instrument and multi-technique local detection and analysis. Moreover the smooth surface of the Au squares (abput 5-10 angstrom roughness) allows to be sensitive to the hybridization of the oligonucleotide array with label-free target DNA. Our Au-Ag substrates, combining the retrieving capabilities of the patterned surface with the smoothness of the template stripped technique, are candidates for the investigation of DPN nanostructures and for the development of label free detection methods for DNA nanoarrays based on the use of scanning probes.Comment: Langmuir (accepted

Молекулярно-генетические факторы риска развития ишемического инсульта у больных злокачественными опухолями торакоабдоминальной локализации

Background. Ischemic stroke is one of the most frequent causes of postoperative death in patients with thoracoabdominal malignant tumors. The role of molecular genetic factors of cardiovascular risk in the development of this complication in cancer patients has not yet been studied properly. The identification of genetic determinants of arterial thrombosis will allow predicting an increased risk of ischemic stroke and will create the possibility of pathogenetically justified prevention among carriers of genetic markers of thrombophilia.Aim. To compare the frequency of carriage of procoagulant mutations in the genes of the hemostasis system in cancer patients who have suffered an ischemic stroke and in cancer patients without concomitant cardiovascular diseases.Material and Methods. The non-randomized observational pilot research included 105 patients with thoracoabdominal tumors treated at the Thoracoabdominal Department of N. N. Blokhin National Research Center of Oncology during the period 2018–2019. The study group (n=24) consisted of patients with a history of ischemic stroke or perioperative stroke. The control group (n=81) included patients without concomitant cardiovascular diseases, including a family history. The real time polymerase chain reaction technique was used to determine the gene polymorphisms of blood coagulation.Results. We found a statistically significant difference in the frequency of carriage of the heterozygous variant (GA) mutation of the F2 gene (c2=6,881, p=0,009), homozygous mutation (TT) of the of the ITGA2 gene (c2=15,724, p<0,001), the heterozygous variant (TC) mutation of the ITGB3 gene (c2=3,861, p=0,05) as well as the general frequency of genetic aberrations in these genes between patients with thoracoabdominal malignant tumors, who had ischemic stroke and patients with thoracoabdominal malignant tumors without cardiovascular pathology.Conclusion. Based on the results of the genotyping of factors associated with a high thrombogenic risk, a statistically significant difference in the frequency of occurrence of polymorphisms of hemostasis system genes F2, ITGA2, ITGB3 was revealed between patients with thoracoabdominal malignant tumors, who had ischemic stroke and those without cardiovascular diseases. The role of the genetic factor in the development of ischemic stroke in cancer patients requires further study.Актуальность. Ишемический инсульт занимает одно из первых мест среди причин послеоперационной летальности у больных злокачественными опухолями торакоабдоминальной локализации. В настоящее время не решен вопрос о роли молекулярно-генетических факторов сердечно-сосудистого риска в развитии данного осложнения у онкологических пациентов. Выявление генетических детерминант артериального тромбоза позволит прогнозировать повышенный риск развития ишемического инсульта и создаст возможность патогенетически обоснованной его профилактики среди носителей генетических маркеров тромбофилии.Цель исследования ‒ сравнить частоту носительства прокоагулянтных мутаций в генах системы гемостаза у онкологических больных, перенесших ишемический инсульт, и у онкологических пациентов без сопутствующих сердечно-сосудистых заболеваний.Материал и методы. В нерандомизированное обсервационное пилотное исследование включено 105 больных злокачественными опухолями торакоабдоминальной локализации, оперированных в онкологическом отделении хирургических методов лечения № 11 (торакальной онкологии) торакоабдоминального отдела ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина» в 2018–19 гг. Исследуемую группу составили 24 пациента с перенесенным ишемическим инсультом в анамнезе или в периоперационном периоде. В контрольную группу включен 81 больной без сопутствующих сердечно-сосудистых заболеваний, в том числе в семейном анамнезе. Молекулярногенетическое исследование с целью определения полиморфизмов генов системы гемостаза выполнено методом полимеразной цепной реакции в режиме реального времени.Результаты. У пациентов, перенесших ишемический инсульт, в сравнении с больными без сердечно-сосудистой патологии определена статистически значимая разница в частоте носительства гетерозиготного варианта (GA) мутации в гене F2 (c2=6,881, p=0,009), гомозиготной формы (TT) мутации гена ITGA2 (c2=15,724, p<0,001), гетерозиготного варианта (TC) мутации в гене ITGB3 (c2=3,861, p=0,05), а также общей частоте носительства генетических аберраций в указанных генах.Заключение. По результатам проведенного генотипирования факторов, ассоциированных с высоким тромбогенным риском, выявлена статистически достоверная разница в частоте встречаемости полиморфизмов генов F2, ITGA2, ITGB3 у больных злокачественными опухолями торакоабдоминальной локализации, перенесших ишемический инсульт, по сравнению с онкологическими пациентами без сердечно-сосудистых заболеваний. Роль генетического фактора в развитии ишемического инсульта у онкологических пациентов требует дальнейшего изучения

ГЕНЕТИЧЕСКИЙ ПОЛИМОРФИЗМ ЗАБРЮШИННЫХ МИКСОИДНЫХ ЛИПОСАРКОМ

Objective: to detect new molecular genetic markers and therapeutic targets in retroperitoneal myxoid liposarcoma.Material and Methods. DNA samples isolated from tumor tissue and obtained from formalinfixed paraffin-embedded (FFPE) slides were used. DNA was extracted using the GeneRead DNA FFPE Kit (50) (Qiagen). High-throughput next generation sequencing (NGS) using the GeneReader Actionable Insights Tumor Panel (GRTP – 101X) on the QCI Analyzer version 1.1 platform (Qiagen) was used for molecular genetic analysis of 12 genes involved in carcinogenesis: KRAS, NRAS, KIT, BRAF, PDGFRA, ALK, EGFR, ERBB2, PIK3CA, ERBB3, ESR1, RAF1.Results. Targeted sequencing of retroperitoneal extra-organ myxoid liposarcoma demonstrated genetic heterogeneity. Our study was the first to describe mutations and polymorphic variants in genes, such as EGFR, PIK3CA, ALK, BRAF, ERBB2 / 3, ESR1, KIT, PDGFRA in myxoid liposarcoma.Conclusion. This study demonstrated a wide range of molecular genetic rearrangements in retroperitoneal extra-organ myxoid liposarcoma. Synonymous mutations in the EGFR (Q787Q) and PDGFRA (P567P) genes were detected in all cases (100 %). Missense mutations in the ERBB2 gene (P1170A) and synonymous mutations in the ALK (G845G) and BRAF genes were identified in 75 % of cases. Missense mutation in the PIK3CA gene (I391M) was detected in 25 % of cases. The gene polymorphisms presented in this paper are most likely involved in the carcinogenesis of retroperitoneal myxoid liposarcoma. Further studies with larger patient groups and multivariate analysis of long-term treatment results are required. Цель исследования – выявление новых молекулярно-генетических маркеров и терапевтических целей при забрюшинных миксоидных липосаркомах.Материал и методы. В качестве материала для исследования были использованы образцы ДНК, выделенные из опухолевой ткани, полученной из срезов парафиновых блоков. Экстракция ДНК производилась с помощью набора «GeneRead DNA FFPE Kit (50)» (Qiagen). Молекулярно-генетическое исследование проводилось методом высокопроизводительного секвенирования (NGS) с использованием коммерческой панели для целевого обогащения генов GeneReader Actionable Insights Tumor Panel (GRTP – 101X) на платформе QCI Analyser version 1.1 (Qiagen), позволяющей анализировать 12 генов, вовлеченных в канцерогенез: KRAS, NRAS, KIT, BRAF, PDGFRA, ALK, EGFR, ERBB2, PIK3CA, ERBB3, ESR1, RAF1.Результаты. Таргетное секвенирование забрюшинных неорганных миксоидных липосарком продемонстрировало генетическую гетерогенность. Нами впервые выявлены мутации и полиморфные варианты в генах EGFR, PIK3CA, ALK, BRAF,ERBB2/3, ESR1, KIT, PDGFRA.Заключение. Данное исследование демонстрирует широкий спектр молекулярногенетических перестроек при забрюшинных неорганных миксоидных липосаркомах. Синонимичные мутации в генах EGFR (Q787Q) и PDGFRA (P567P) выявлены во всех случаях (100 %), миссенс-мутация в гене ERBB2 (P1170A) и синонимичные мутации в генах ALK (G845G) и BRAF (G643G) – в 75 %, а миссенс-мутация в гене PIK3CA (I391M) обнаружена в 25 % случаев. Представленные в работе полиморфизмы генов, вероятнее всего, вовлечены в канцерогенез ретроперитонеальных миксоидных липосарком. Необходимы дальнейшие исследования с включением большего количества пациентов и многофакторным анализом отдаленных результатов лечения.

Tuning the translational freedom of DNA for high speed AFM

Direct observation is arguably the preferred way to investigate the interactions between two molecular complexes. With the development of high speed atomic force microscopy it is becoming possible to observe directly DNA protein interactions with relevant spatial and temporal resolutions. These interactions are of central importance to biology, bio-nanotechnology but also functional biologically inspired materials. Critically, sample preparation plays a central role in all microscopy studies and minimal perturbation of the sample is desired. Here, we demonstrate the ability to tune the interactions of DNA molecules with the surface such that an association strong enough to enable high resolution AFM imaging while providing sufficient translational freedom to allow the relevant protein DNA interactions to take place, can be maintained. Furthermore, we describe a quantitative method for measuring the DNA mobility, which also allows the dissection of the different contributions to the overall movement of the DNA molecules. We find that for weak surface association, a significant contribution to the movement arises from the interaction of the AFM tip with the DNA. In combination, these methods enable the tuning of the surface translational freedom of DNA molecules to allow the direct study of a wide range of nucleo-protein interactions by high speed atomic force microscopy