SNP mikroarray yöntemi ile kalıtsal metabolik hastalıklardan sorumlu genlerin tanımlanması
Identification of disease-causing genes in inherited metabolic diseases by SNP microarray method
Yazar: MERVE EKŞİ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ DİDEM YÜCEL YILMAZ
Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Genetik = Genetics
Dizin: Genetik haritalama = Genetic mapping ; Genetik hastalıklar-doğuştan = Genetic diseases-inborn ; Metabolik hastalıklar = Metabolic diseases ; Metabolizma-doğuştan kusurlar = Metabolism-inborn errors ; Mikrodizilim analizi = Microarray analysis ; Polimorfizm-genetik = Polymorphism-genetic

Özet:
Kalıtsal metabolik hastalıklar protein, karbonhidrat ve yağ asitlerinin sentez ya da yıkım yolaklarındaki bozukluklar sonucu ortaya çıkan kalıtsal tek gen bozukluklarıdır. Bu çalışmada, kompleks fenotip sergileyen ayrıntılı klinik ve laboratuar çalışması yapılmış ve otozomal çekinik kalıtım modeli gösteren metabolik/nörometabolik hastalık sahibi altı ailede genom boyu genotiplendirme ve homozigotluk haritalaması analizleri ile hastalıktan sorumlu gen lokusunun bulunması ve bu lokuslarda yer alan aday genlerdeki hastalık nedeni olan mutasyonun saptanması amaçlanmıştır. 
Çalışma kapsamında genom boyu genotiplendirme için etkin bir metot olan Affymetrix 250K SNP Mikroarray yöntemi kullanılmış olup, otozomal çekinik kalıtım modeli esas alınarak yapılan haplotip analizleri sonucunda metabolik/nörometabolik hastalığı olan ailelerde C19orf70, CLN8, COA7, HIKESHI, MAG ve SNX14 genleri hastalıktan sorumlu aday genler olarak belirlenmiştir. Belirlenen aday genlerin tüm ekzonları otomatik DNA dizi analizi yöntemi ile mutasyonlar açısından taranmıştır. Mutasyon analizleri sonucunda, SNX14 geninde c.1108+1181_2108-2342del, C19orf70 geninde IVS3-2A>G, HIKESHI geninde ise c.160G>C;p.Val54Leu mutasyonları olmak üzere daha önce tanımlanmış üç mutasyon, CLN8 geninde ise yeni bir mutasyon c.221G>A;p.Gly74Asp mutasyonu saptanmıştır. 
Çalışma kapsamına alınan aileler, konvansiyonel metotlar ile (metabolit tarama, enzim analizleri, radyolojik incelemeler ya da tek gen mutasyon taramaları) bilinen metabolik/nörometabolik hastalıkların disiplinler arası ayrıntılı çalışmalar ile dışlandığı, tanı konulamamış hastalardır. Bu çalışma ile yüksek ölçekli SNP çipleri kullanılarak ailelerde hastalıklardan sorumlu lokus ve genler başarılı bir şekilde belirlenmiştir. Homozigotluk haritalama yöntemi, özellikle etkilenmiş bir ya da iki hasta çocuğun olduğu çekirdek ailelerde hastalıktan sorumlu genlerin bulunması bakımından oldukça etkin bir şekilde kullanılmıştır.


Anahtar Kelimeler: Genetik haritalama, kalıtsal metabolik hastalıklar, mikroarray,
SNP

Abstract:
Inherited metabolic diseases are single gene disorders resulting from defects in the synthesis or degradation pathways of proteins, carbohydrates and fatty acids. In this study, it was aimed to find the genetic loci responsible for these diseases and identifying the disease causing mutations in candidate genes in this loci through genome-wide genotyping and homozygosity mapping analysis in six families with undiagnosed metabolic /neurometabolic disease by detailed clinical and laboratory studies showing genetic disease with autosomal recessive mode of inheritance. 
Affymetrix 250K SNP microarray, which is an effective method for genome-wide genotyping was used in the study; as a result of haplotype analyzes in the families based on autosomal recessive inheritance model, C19orf70, CLN8, COA7, HIKESHI, MAG and SNX14 genes were identified as candidate genes responsible for metabolic/neurometabolic diseases. All exons of identified candidate genes were screened for mutations by automated DNA sequencing method. The mutation analysis revealed three previously identified mutations: c.1108+1181_2108-2342del in the SNX14 gene, IVS3-2A>G in the C19orf70 gene, c.160G>C;p.Val54Leu in the HIKESHI gene and novel c.221G>A;p.Gly74Asp mutation in CLN8 gene. 
The families included in the study were undiagnosed patients, who were examined with detailed interdisciplinary study for known metabolic/neurometabolic diseases by conventional methods (metabolite screening, enzyme analysis, radiological examinations or single gene mutation screening). In this study, genetic locus and disease causing genes in these families were successfully identified using high-throughout SNP chips. The homozygosity mapping approach was used very efficiently to find genes responsible for diseases, especially in nuclear families with one or two affected children.


Keywords: Homozygosity mapping, inherited metabolic disease, microarray, SNP