İnsan püberte sürecinde rol alan yeni bir genin belirlenmesi
Identification of a novel gene taking role in puberty
Yazar: LEMAN DAMLA KOTAN
Danışman: PROF. DR. ALİ KEMAL TOPALOĞLU
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Bu çalışma, insanlarda çocukluktan erişkinliğe geçişi sağlayan püberte sürecinin nasıl başladığının aydınlatılmasına katkıda bulunmak amacı ile süreçte yer alan yeni bir genin belirlenmesi için yapılmıştır.
Buna yönelik olarak, koku alma duyusunun olmaması ve İdiopatik Hipogonadotropik Hipogonadizme bağlı püberte gelişmemesiyle karakterize olan Kallmann sendromu insan hastalık modeli olarak kullanılmıştır. Çukurova Üniversitesi Tıp Fakültesi Çocuk Endokrinoloji Polikliniğinde izlenen familyal Kallmann sendromlu 20 aile çalışmaya seçilmiştir. Genom boyu SNP genotiplemesine dayalı otozigosite haritalaması ve tüm eksom sekanslaması sonucu ailelerden ikisinin ortak olarak FEZF1 geninde olası zararlı varyantlar barındırdığı saptanmıştır. Fezf1 knockout edilmiş farelerde GnRH nöronlarının olfaktor plakoddan hipotalamusa doğru olan embriyonik göçlerinin kesintiye uğradığı literatürde daha önce gösterilmiştir.
Birinci ailedeki varyantın (p.H278Y) çinko parmak özelliğindeki FEZF1 genin işlevini bozduğu HEK293T hücrelerinde yapılan fonksiyonel çalışmalarla kanıtlanmıştır. İkinci ailedeki çerçeve kayması varyantının (c.651delT; A217fs13X) ise Nonsense-mediated decay mekanizmasını etkinleştirip kodlanan proteinin hiç üretilememesine neden olduğu öngörülmüştür. Bu iki ailedeki hastalarda GnRH nöronları çok yüksek olasılıkla embriyonik göçlerini tamamlayıp hipotalamustaki nihai lokasyonlarına ulaşamamış böylelikle yaşamın ikinci on yılında aktiflenerek püberte sürecini başlatan hipotalamo-hipofizer-gonadal eksen hiç kurulamamıştır.Böylelikle, insanda FEZF1 geni fonksiyonunun püberte süreci için zorunlu olduğu ve bu gendeki zararlı mutasyonların bir sonucu olarak Kallmann sendromu fenotipinin geliştiği literatürde ilk kez gösterilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Püberte, Kallmann sendromu, FEZF1, Gonadotropin Releasing Hormone, Hipogonadizm

Abstract:
It is currently unknown how transition from childhood to adulthood, namely puberty, is started. This study was undertaken to identify a novel gene which has a role in pubertal process.
To this end, familial anosmic hypogonadotropic hypogonadism (Kallmann syndrome), which is characterized by absence of pubertal development and sense of smell, was utilized as a human disease model. Patients from 20 multiplex families who were diagnosed with Kallmann Syndrome (KS) in the department of Pediatric Endocrinology of the Cukurova University, Faculty of Medicine were recruited. After screening out the genes known to be associated with KS, 10 of these families were further investigated for responsible gene mutations with SNP-based autozygosity mapping and whole exome sequencing. Two of these families harbored potentially harmful mutations in FEZF1. Knockout mice models for this gene were previously shown to suffer from a defective embryonic GnRH neuron migration from the olfactory placode to the hypothalamus.
Mutation in the first family (p.H278Y), which involves a zinc finger motif, was demonstrated to be deleterious in a heterologous expression study in HEK298 cell line. Mutation in the second family (c.651delT; A217fs13X) is predicted to result in the absence of a protein product due to Nonsense-mediated decay. These functional deficits most probably led to unsuccessful embriyonic migration of GnRH neurons, thus resulting in failure to establish hypothalamo-pituitary-gonadal axis (HPG), activation of which in the second decade of life is the basis of puberty.In conclusion, it has been shown for the first time in this study that FEZF1 is required for normal pubertal development and deleterious mutations in FEZF1 result in KS in humans.
Key Words: Puberty, Kallmann syndrome, FEZF1, Gonadotropin Releasing Hormone, Hypogonadism