Konjenital myopatilerden sorumlu major genlerde mutasyon yük karakterizasyonu ve klinik yaklaşımlar için kullanışlı hotspot bölgelerin tanımlanması
Mutation load characterization in major genesresponsible for congenital myopathy and identificationof hotspot regions useful for clinical approaches
Yazar: HURİYE DOĞRU
Danışman: DOÇ. DR. SARP KAYA
Burdur Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Sağlık ve Biyomedikal Bilimler (Disiplinlerarası) Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Genetik = Genetics ; Moleküler Tıp = Molecular Medicine ; Çocuk Sağlığı ve Hastalıkları = Child Health and Diseases
Dizin: DNA = DNA ; Genetik = Genetics ; Kas hastalıkları = Muscular diseases ; Kas-iskelet hastalıkları = Musculoskeletal diseases ; Miyopati = Myopathy ; Mutasyon = Mutation ; Teşhis = Diagnosis

Özet:
Konjenital myopatiler kas fiberlerinin yapısında ve fonksiyonunda görev alan proteinlerdeki anomalilere bağlı olarak ortaya çıkan genetik temelli nadir kas hastalıklarıdır. Hastalık doğumda ya da doğum sonrası süreçte kaslarda zayıflık ve hipotoni şeklinde kendini gösterir. Hastalığın ilerlemesini yavaşlatmada kas iskelet sistemi hareketleri ve fizyoterapik yaklaşımlarla olumlu sonuçlar alınmakla birlikte erken tanı ve tiplendirme hastalığın ilerleyişinin kontrolünde önemli bir yer tutmaktadır. Hastalığın temelinde moleküler mekanizmalar yatmakla birlikte konjenital myopatili hastaların yaklaşık 2/3'üne genetik tanı yapılabilmektedir. Hastalıktan sorumlu temelde 13 gen (ACTA1, NEB, MTM1, MYH7, DNM2, RYR1, TPM2, TPM3, TNNT1, CFL2, SEPN1, BIN1, TTN) olduğu bilinmektedir ve bu genlerdeki mutasyonlar konjenital myopatilerin teşhisinde klinik genetik-belirteçler olarak kullanılmaktadır. Literatürde mevcut çalışmalarda hastalığa sebep olan genlerdeki mutasyonların fazla olduğu ortaya konmuş olmasına karşın bu mutasyonların genlerin hangi bölgelerinde yoğunlaştığına, bu bölgelerin proteinde hangi bölgelerini etkilediğine dair yeterli çalışma bulunmadığı görülmüştür. Bu çalışma kapsamında yukarıda bahsi geçen 13 gende görülen ve konjenital myopatilerle ilişkisi bulunan tüm DNA mutasyonları literatür ve veri tabanlarından taranarak konjenital myopati hastalarının teşhisi ve tiplendirilmesinde klinikte belirteç olarak kullanılabilecek bölgeler belirlenmeye çalışıldı. Bu amaçla mutasyonların genin hangi bölgesinde yoğunlaştığı, olası hotspot mutasyon pozisyonları, hedef ekzonlar ve intronlar ile mutasyonların protein üzerinde yarattığı etkiler belirlenmeye çalışıldı. Tez kapsamında literatürden ve veri tabanlarından toplamda 13 gende 4 mutasyon tipine ait 68695 mutasyon elde edildi. Bu mutasyonlar filtrelenip gen üzerinde ekzon-intron yerleşimine uygun olarak yerleştirildikten sonra outlier, kümeleme ve multivariate analiz metodları ile konjenital myopatilerin teşhisi ve tiplendirilmesi için klinikte kombine kullanılabilecek mutasyon yoğun hotspot bölgeler belirlenmeye çalışıldı. Elde edilen sonuçlarda 13 gende mutasyonların gen boyunca heterojen şekilde dağıldığı ve hastalıktan sorumlu mutasyonların çoğunlukla proteinlerin katalitik ve allosterik kontrolden sorumlu bölgelerinde yoğunlaştıkları saptandı. Elde edilen sonuçlar çalışılan genler için klinik tanılamada kullanılabilecek mikroçipler için hedef ekzon, intron bölgeleri ve pozisyonlar ortaya koymuştur.

Abstract:
Congenital myopathies are rare genetic-based muscle diseases that occur due to anomalies in the proteins involved in the structure and function of muscle fibers. The disease shows itself in the form of muscle weakness and hypotonia at birth or in the postnatal period. Positive results might be observed with musculoskeletal system movements and physiotherapeutic approaches to attenuate the progression of the muscle disorders. However, early diagnosis is important place in controlling the progression of the disease and choosing the appropriate treatment process for the patient. Although molecular mechanisms that lie behind the disease, approximately 2/3 of patients with congenital myopathy can be diagnosed with genetic testing. It is known that there are 13 major genes (ACTA1, NEB, MTM1, MYH7, DNM2, RYR1, TPM2, TPM3, TNNT1, CFL2, SEPN1, BIN1, TTN) responsible for the disease. Although many mutations have been identified in these genes that cause congenital myopathies in previous studies, there are not enough studies on which regions of the genes these mutations are concentrated in and which regions of the protein these regions affect. In this study, all DNA mutations belonging to the 13 genes which are considered causes of congenital myopathies obtained from literature and databases were evaluated on the bases of potential clinical usage in the diagnosis and typing of congenital myopathy patients. For this purpose, missense nonsense, synonym, frameshift, and intron mutations were studied to determine possible hotspot mutation positions, target exons, and intron regions that are causing congenital myopathies. A total of 68695 mutations that are correlated with congenital myopaties from 4 mutation types in 13 genes were obtained from the literature and databases. After mutation filtering and nesting of exon-intron location in genes, mutation-dense hotspot locations and regions were determined using outlier, clustering and multivariate statistical analyses. The distribution of mutations throughout each gene showed heterogeneous and region-specific patterns. The mutations that are responsible for the disease were detected mostly in the regions of proteins' catalytic and allosteric control regions. The results revealed that each gene has potential target exons, intron regions and positions for microchip screening panels that can be used for clinical diagnosis.