Zihinsel yetmezlik ile ilişkili yeni gen varyantlarının araştırılması
Investigation of new gene variants in intellectual disability
Yazar: FATMA YEŞİM KESİM
Danışman: DOÇ. DR. SİBEL AYLİN UĞUR İŞERİ
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Genetik = Genetics
Dizin: Dizi analizi-DNA = Sequence analysis-DNA ; Genetik varyasyon = Genetic variation ; Genotip = Genotype ; Moleküler genetik = Molecular genetic ; Zeka geriliği = Mental retardation ; Zihinsel engelliler = Mentally retardation ; Zihinsel kısıtlılık = Intellectual disability

Özet:
Zihinsel yetmezlik (ZY), bilişsel ve adaptif fonksiyonlarda önemli derecede azalmalar ile karakterize edilen ve 18 yaş öncesi ortaya çıkan nörogelişimsel bir bozukluktur. ZY genellikle sendromik olmakla birlikte yalnızca hastalık bazında değil aynı hastalığı taşıyan bireyler arasında da farklılık gösterebilen pek çok geniş nörolojik, metabolik, gelişimsel klinik bulgular ile karakterize edilmektedir. Bugüne kadar ZY ile ilişkili 700' den fazla gen tanımlanmıştır. ZY' de görülen yüksek genetik heterojenite sebebiyle genotip öncelikli analiz yaklaşımların uygulanması daha uygun olmaktadır. 
Tez çalışmasının ilk bölümünde aralarında akraba evliliği olan ve sendromik ZY bulunan beş ailede tüm genom genotipleme, bağlantı analizi ve tüm ekzom sekanslama yöntemlerinin birlikte kullanımı ile gerçekleştirilen bir genetik analiz yaklaşımı sunmaktayız. Aile 5' te değişken hipoksik koşullara oluşturulan hücresel cevapta rolü olan novel NDRG3 gen varyantı tespit edilmiştir. Diğer dört ailede ise dört farklı gen varyantı (DOCK8, TENM2, EPG5, KMT2C) tespit edilmiştir. Çalışmanın ikinci amacı ise novel NDRG3 gen varyantının in vitro fonksiyonel analizlerinin gerçekleştirilmesidir. Normoksi koşulunda NDRG3 proteini proteozomlarda degrede olmakta ve sitoplazmada lokalize olmaktadır buna karşılık geç hipoksik koşullar altında ise NDRG3 akümülasyonu gerçekleşmekte ve nükleusta lokalize olmaktadır. Sonuçlarımız NDRG3 gen varyantının geç hipoksiye oluşturulan hücresel cevabı engellediği ve proteinin hücresel lokalizasyonunu etkilediği yönündedir. Aynı etki protein ekspresyon deney sonuçlarında ve ayrıca normoksi koşulunda yapılan deneylerde de tespit edilmiştir. 
Son yıllarda hücresel strese cevapta rolü olan genlerde meydana gelen değişimlerin nörogelişimsel hastalıklar ile olan ilişkisi gösterilmiştir. NDRG3 geni için yaptığımız fonksiyonel analizlere dayanarak sendromik ZY' den sorumlu olabileceği düşünülmektedir.

Abstract:
Intellectual disability (ID) is a neurodevelopmental disorder characterized by significant limitations in cognitive and adaptive functions and originates before the age of 18. ID is commonly syndromic and characterized by a wide diversity of neurological, metabolic, developmental clinical symptoms within not only disease but also in patients with same disease. To date more than 700 genes have identified in ID. Because of high genetic heterogeneity of ID spectrum genotype first analysis approaches are more efficient. 
In first part of the thesis study, we present combined genetic analysis approach of whole genome genotyping, linkage analysis and whole exome sequencing performed in five consanguineous families with syndromic ID. In family 5 we have identified a novel NDRG3 gene variant which functions in cellular response to variable hypoxia conditions. In other four family we have identified four different candidate gene variants (DOCK8, TENM2, EPG5, KMT2C). Second aim of the study is in vitro functional analysis of the novel NDRG3 gene variant. Under normoxia conditions NDRG3 is degradaded in proteosomes and located in cytoplasm whereas under late hypoxia conditions NDRG3 is acumulated and translocated to nucleus. Our results showed that NDRG3 gene variant prevent late hypoxia cellular response of the protein by effecting subcellular localization. Same effect detected protein expression studies and also under normoxia level experiments. 
 In recent years, it has been showed that variants occured in genes which are involved in cellular stress response are responsible from neurodevelopmental disorders. According to our functional analysis NDRG3 gene may responsible from syndromic ID.