Tüm genom dizileme yönteminin genetik hastalıkların tanısına katkısı
Contribution of whole genome sequencing method to diagnosis of genetic diseases
Yazar: İSMAİL MUSAB GÜLAÇAR
Danışman: PROF. DR. GÖZDE YEŞİL SAYIN ; PROF. DR. SEHER BAŞARAN
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Genetik Ana Bilim Dalı / Genetik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Genetik = Genetics
Dizin: Dizi analizi = Sequence analysis ; Fenotip = Phenotype ; Genetik = Genetics ; Genetik hastalıklar-doğuştan = Genetic diseases-inborn ; Genom = Genome ; Mutasyon = Mutation ; Nadir hastalıklar = Rare diseases ; Teşhis = Diagnosis

Özet:
Amaç: Fenotipik bulguları ile nadir genetik hastalıktan şüphelenilen ancak rutin tanı yöntemleri ile herhangi bir sendrom veya hastalıkla ilişkilendirilmemiş, tanı almamış olgularda Tüm Genom Dizileme yöntemi ile etiyolojiyi aydınlatmak ve olası mutasyonların fonksiyonel etkilerini modellemek amaçlanmıştır.
Yöntem: İstanbul Üniversitesi İstanbul Tıp Fakültesi, Tıbbi Genetik Anabilim Dalı'na başvuran ve daha önce tüm ekzom analizi yapılıp klinikle ilişkili varyant saptanmamış, nöromotor gelişim geriliği olan 3 olgu için tüm genom dizileme işlemi planlandı. 
Bulgular: Çalışma kapsamında tüm genom dizileme yöntemiyle 3 olguda da fenotip ile ilişkili birer anlamlı varyant tespit edildi. Olgu-1'de NFU1 geninde bir varyant, Olgu-2'de ATP8A2 geninde bir varyant ve Olgu-3'te DNMT3B geninde bir varyant saptandı. Varyant tahmin araçları üç varyantı da patojenik olarak saptadı. Üç olgunun ebeveynleri ve kardeşleri için Sanger dizileme yöntemi ile doğrulama ve segregasyon işlemi gerçekleştirildi. Üç gen için tüm sekans protein modelleme ve simülasyon işlemleri gerçekleştirilerek yabanıl tip ve mutant formlar karşılaştırıldı. Varyantların proteinin uzunluğunu değiştirmeyen ancak yapıda dengesizlik oluşturacak değişime sebep olduğu saptandı.
Sonuç: Rutin genetik tanı yöntemleri ile tanısı konulamayan fenotipik bulguları birbirinden farklı olan ve aralarında akrabalık olmayan üç olgu için tüm genom dizileme yapılmış, klinikle ilişkili varyantlar saptanmış ve TGD tekniğinin üstünlüğü gösterilmiştir. Tespit edilen varyantlar ile ilgili modelleme çalışmaları yapılarak literatür karşılaştırılması ile klinikle ilişkileri ortaya konmuştur. İlgili fenotiplerle alakalı ileri çalışmaların yapılmasına zemin hazırlanmıştır.

Abstract:
Purpose: It is aimed to elucidate the etiology by the Whole Genome Sequencing method and to simulate the functional effects of possible mutations in patients with suspected rare genetic diseases whom the routine diagnostic methods failed to reach a definitive diagnosis.
Methods: Whole genome sequencing was performed in 3 cases with neuromotor developmental delay, who referred to Istanbul University Istanbul Faculty of Medicine, Department of Medical Genetics after an indefinite result in whole exome analysis.
Results: Within the scope of the study, a significant variant associated with phenotype was detected in all 3 cases by whole genome sequencing method. In Case-1, a variant was detected in the NFU1 gene, one detected in the ATP8A2 gene in Case-2, and one detected in the DNMT3B gene in Case-3. Variant prediction tools detected all three variants as pathogenic. Confirmation and segregation were performed with the Sanger sequencing method for the parents and siblings of three cases. The wild-type and mutant forms were compared by performing all sequence protein modeling and simulation processes for the three genes. It was determined that the variants caused a change that did not change the length of the protein but would cause an imbalance in the structure.
Conclusion: Whole genome sequencing was performed for three cases in which the previous routine diagnostic tests were inconclusive.  Clinically relevant variants detected in all 3 patients showed the superiority of the TGD technique over other routine genetic tests. Computer Modelling of suspected variants was shown to  be beneficial when making a prediction of functional effects of the variations. The groundwork has been prepared for further studies on the related phenotypes.