При болезнях генного импринтинга наблюдается моноаллельная экспрессия в локусах хромосом одного из родителей. Причина - точковые мутации в генах, дифференцированно экспрессирующихся в зависимости от материнского и отцовского происхождения и приводящих к специфическому метилированию цитозиновых оснований в молекуле ДНК.
Эти мутации обусловливают развитие заболеваний, для которых большое значение имеют характер наследования и происхождение хромосом. К таким заболеваниям относятся:
• болезнь Гиршпрунга, обусловленная мутацией в гене RET (10q11.2); чаще всего наследуется по материнской линии;
• нейрофиброматоз Реклингаузена (тип 2) - мутация в гене SCH (22q12); наследуется по материнской линии;
• псориаз - проявляется тяжелее, если наследуется по отцовской линии;
• семейная гипертрофическая кардиомиопатия - наследуется по материнской линии;
• синдром Ангельмана (СА) - делеция критического района, находящегося в материнской хромосоме 15 (15q11.2-q13);
• синдром Вильямса - проявляется более выраженной задержкой физического и умственного развития и микроцефалией, если делеция затрагивает материнскую хромосому 7 (7q11.23);
• синдром «крика кошки» - проявляется более выраженно, если делеция захватывает отцовскую хромосому 5 (5р15.3);
• синдром Корнелии де Ланге (3q26) - проявляется более выраженно, если наследуется по материнской линии;
• синдром Прадера-Вилли (СПВ) - делеция критического района, находящегося в отцовской хромосоме 15 (15q11.2-q13);
• синдром Турета и поликистоз почек - проявляются раньше и тяжелее, если наследуются по материнской линии;
• тяжелая (злокачественная) шизофрения - проявляется более выраженно, если наследуется по отцовской линии;
• spina bifida - наследуется по материнской линии (в 2 раза чаще, чем по отцовской линии);
• эпилепсия - проявляется тяжелее, если наследуется по материнской линии.
Следует отметить, что в случае СА и СПВ особенности молекулярной организации критического района хромосомы 15 связаны с гомологической рекомбинацией, мейотической нестабильностью и объясняют высокую частоту хромосомных аберраций. В свою очередь, в семьях с повторными случаями СА и СПВ в геномах здоровых родственников обнаружены близко расположенные, но противоположно импринтированные гены, которые названы генамикандидатами этих заболеваний (см. ниже).
Кроме того, обнаружена потеря фрагментов хромосом в клетках злокачественных опухолей, расцениваемая как потеря гетерозиготности (см. главы 17 и 25). Например, при нейробластомах утрачивался локус 1р36 материнского происхождения или наблюдалась гиперамплификация гена N-Myc в локусе 2р24 отцовского происхождения.