Otozomal resesif mikrosefalide klinik ve moleküler çalışmalar
Clinical and moloecular studies on autosomal recessive microcephaly
Yazar: RASİM ÖZGÜR ROSTİ
Danışman: DOÇ. DR. HÜLYA KAYSERİLİ
İstanbul Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2009
Konu: Genetik = Genetics
Dizin: Beyin = Brain ; Gen klonlama = Gene cloning ; Gen sıklığı = Gene frequency ; Genler = Genes ; Mikrosefali = Microcephaly ; Moleküler biyoloji = Molecular biology ; Otozomal çekinik = Autosomal recessive ; Teşhis = Diagnosis

Özet:
Otozomal resesif primer mikrosefali ( MCPH), genetik heterojenite gösteren bir tanı grubudur. Bugüne kadar literatürde MCPH ile ilişkili dördü klonlanmış 6 gen bildirilmiştir. Bu genler; autosomal recessive primary microcephaly( MCPH1, microcephalin), abnormal-spindle like, microcephaly associated( ASPM), cyclin-dependent kinase 5 regulatory subunit-associated protein 2( CDK5RAP2), centromere protein J(CENPJ)'dir. Türk popülasyonunda MCPH'nin genetiği ile ilgili bir çalışma bulunmamaktadır.Bu çalışmada klinik ve radyolojik bulguları ile MCPH tanısı alan 15 etkilenmiş bireyin bulunduğu 10 ailenin moleküler genetik tekniklerle incelenmesi planlandı. Bu amaçla, uygun aile veya ailelerde öncelikle genom boyu SNP taraması ile bağlantılı yeni bir bölge bulmak, bu bölgedeki MCPH ile ilişkili olabilecek genlerin dizilenmesi( aday gen yaklaşımı) ile mutasyon veya mutasyonların belirlenmesi, mutasyon saptanması durumunda diğer etkilenmiş bireylerinde bu gen ve mutasyon açısından taranması planlandı.MCPH ailelerimizden, ailenin iki farklı dalında, akraba evliliği ürünü üç etkilenmiş bireyin bulunduğu, bu nedenle olası rekombinasyonlara bağlı olarak daha küçük bir bağlantı bölgesi saptama olasılığı yüksek olan M01 ailesi, genom boyu SNP analizine alındı. Bu ailede etkilenmiş bireylerde 12q15 bölgesinde 1.8 Mb'lık ortak homozigotluk gösteren bir bölge saptandı. Bağlantı saptanan bu bölgede UCSC Genome Browser'da yapılan taramada 16 gen bulunduğu belirlendi. Bu genler arasından, doku ekspresyonu ve bilinen hücre içi fonksiyonları ile öncelikli olarak dört gen ( MDM1, MDM2, DYRK2 ve NUP107) aday gen olarak seçildi.M01 ailesinin bir etkilenmiş bireyinde bu genler dizilendi ve NUP107 geninde daha önce rapor edilmemiş p.M101I aminoasit değişimine yol açan homozigot bir değişim saptandı. Indeks olgunun anne ve babasının bu değişimi heterozigot, ailedeki diğer etkilenmiş bireylerin homozigot olarak taşıdığı belirlendi. Bu değişimin, 100 kontrol kromozomunda PCR+RE kesim yöntemi ile sık görülen polimorfik bir değişim olmadığı ve mutasyon olarak adlandırılabileceği gösterildi.Olgu grubunu oluşturan diğer 9 aileden etkilenmiş bireylerin NUP107 eksonları dizi analizi ile incelendi ancak herhangi bir mutasyon saptanmadı.10 ailede yapılan bu çalışmada MCPH ile ilişkili yeni bir gen bulunması, literatüre ve hastalığın embriyolojik ve hücresel düzeyde etyopatogenezini aydınlatmaya yönelik çalışmalara çok önemli katkılar sağlayacaktır. Türk MCPH olgularında, NUP107 geninin etyopatogenezdeki yüzdesini belirlemek amacıyla yapılacak moleküler çalışmaların daha büyük serilerde planlanması gereklidir.

Abstract:
Autosomal recessive primary microcephaly ( MCPH) is a disorder that shows genetic heterogeneity. Six loci have already been mapped for MCPH so far and four responsible genes have been cloned. These genes are autosomal recessive primary microcephaly( MCPH1, microcephalin), abnormal-spindle like, microcephaly associated( ASPM), cyclin-dependent kinase 5 regulatory subunit-associated protein 2( CDK5RAP2) and centromere protein J(CENPJ). So far, there have not been any studies conducted in Turkish population concerning the genetics of MCPH.15 affecteds in 10 families who were diagnosed with MCPH due to their clinical and radiological findings will be evaluated via molecular techniques. The aim of this study is to find a hitherto unreported homozygous region in suitable family/ families via genome wide SNP linkage analysis, and sequence the genes in the region who could be candidates for MCPH. In case, a mutation is observed, other affecteds will be sequenced for the same gene.M01 family, with three affecteds from two branches, which had a higher probability to yield a smaller homozygous region in a SNP linkage due to possible higher recombination rate, was analyzed with genome wide SNP analysis. A common homozygous region of 1.8 Mb in 12q15 was found in the affecteds. 16 genes were found to be in the region. Out of these genes, four ( MDM1, MDM2, DYRK2, NUP107) were selected due to tissue expression analysis and intracelluar functions.These four genes were sequenced in an affected member of M01 family and a previously unreported homozygous nucleotide change that led to p.M101I aminoacid change was observed in NUP107 gene. The parents were found to be heterozygous for this change, where as the other affecteds were homozygous. This change was not found in 100 healthy chromosomes with PCR+RE, showing that it was not a commonly encountered polymorphism but a mutation.Other affecteds from the remaining nine families were screened for mutations in NUP107 gene but no mutations were encountered.Defining a new gene associated with MCPH, in our 10 family study group, will have significant contribution to the research that aim to clarify the embryological and cellular etiopathogenesis of the disease and to the literature. In order to identify the etiopathogenic frequency of NUP107 mutations in Turkish population, larger study groups have to be analyzed