Kalıtsal retinal dejenerasyonların genetik analizi
Genetic analysis of inherited retinal degenerations
Yazar: CEREN ACAR
Danışman: PROF. DR. CİHAN ÖNER
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2005
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Kalıtsal retinal dejenerasyonlar ve fonksiyon bozuklukları klinik ve genetikolarak, heterojen bir hastalık grubunu oluşturmaktadır. Bu gruptaki pek çokhastalık, çubuk ve koni fotoreseptör hücrelerinin erken ölümlerine ve dolayısıylagörme kaybına neden olmaktadır. Bu tez çalışmasında, X'e bağlı RetinitisPigmentoza (XLRP), Leber Konjenital Amarozu (LCA) ve Güçlenmiş S-KoniSendromu (ESCS) olan hastalarda hastalıkların moleküler patolojisiaraştırılmıştır. Ayrıca XLRP'den birinci derecede sorumlu Retinitis PigmentozaGTPaz Regülatörü (RPGR) geniyle etkileşime giren gen ürünlerini yakalamakamacıyla yapılan maya-iki-hibrit deneylerinde retina cDNA kütüphanesi avolarak kullanılmıştır.Retinitis Pigmentoza (RP) fotoreseptör dejenerasyonu ile karakterize edilenretinal distrofilerin heterojen bir grubudur. RP, gece körlüğüne, periferik görmealanının giderek artan kaybına ve daha ileri aşamalarda ise merkezi görüşünortadan kalkmasına neden olur. Hastalık otozomal dominant (baskın), otozomalresesif (çekinik), X'e bağlı ya da digenik (iki gene bağlı) olarak kalıtılır. XLRP,retina dejenerasyonlarının en önemli formlarından biridir. XLRP için bu günekadar 5 gen bölgesi (genetik lokus) haritalanmıştır: RP2, RP3, RP6, RP23,RP24. Vakaların %70-90'ı RP3, %10-20'si ise RP2 bölgesi ile bağlantılıdır.RPGR genindeki mutasyonlar, XLRP'nin RP3 alt tipi ile bağlantılıdır. RPGR'deekzon 1-14 arasında mutasyonlar tanımlanmış olmakla birlikte, Avrupa veKuzey Amerika'daki XLRP vakalarının %50-60'ına RPGR geninin ORF15bölgesi mutasyonları neden olmaktadır. ORF15 mutasyonlarına ayrıca ailesindehastalık görülmeyen bireysel erkek hastalarda da rastlanılmıştır. Bu çalışmada,XLRP'nin patolojisinden sorumlu olan RPGR geninde, mutasyonların en sıkrastlandığı ORF15 bölgesi ve RP2 geninin tüm ekzonları, SSCP ve DNA dizianalizi yöntemleri ile taranmıştır. İncelen örneklerde nükleotit değişikliğinerastlanmamıştır.iLCA, çocukluk çağı körlüklerinin en yaygın kalıtsal nedenidir ve bir yaşınagelmeden ortaya çıkan şiddetli retinal distrofi ile karakterize edilmektedir. LCAile ilgili tanımlanmış altı gen bulunmakla birlikte, hastaların ancak yarısında bugenlerde mutasyon saptanmıştır. ESCS ise otozomal çekinik bir retinopatidir. Bukalıtsal hastalıkta fotoreseptörlerin fonksiyon kazandığı gözlenmektedir. Bu tezçalışmasında bilinen genlerde daha önce mutasyon taraması yapılmış olan 50LCA, 17 ESCS ve 1 atipik retinal dejenerasyon hastasında retinada ifade olantranskripsiyon faktörlerinden biri olan Nöral Retina Lösin Fermuarı (NeuralRetina Leucine Zipper-NRL) aday geninde mutasyon taramasıgerçekleştirilmiştir. Sadece bir örnekte wobble bazında nükleotit değişikliğibulunmuştur.Maya-iki-hibrit sistemleri, genlerin hangi yollarda görev aldığının bulunmasındakullanılan güçlü bir yöntemdir. Retinada, RPGR geninin hangi yollarda görevaldığının bulunması amacı ile retina cDNA kütüphanesi kullanılarak, hibrit avlarıgerçekleştirilmiştir. cDNA kütüphanesinin yetersizliği nedeni ile RPGR proteiniile etkileşime giren bir protein bulunamamıştır.Anahtar Kelimeler: Kalıtsal retinal dejenerasyonlar, X geçişli retinitis pigmentoza,açık okuma çerçevesi 15 (ORF15), maya-iki-hibrit, RPGR,RP2,NRLDanışman: Prof. Dr. Cihan Öner, Hacettepe Üniversitesi, Fen Fakültesi BiyolojiBölümü, Moleküler Biyoloji Anabilim Dalıii

Abstract:
Inherited retinal degenerations and malfunctions constitute the clinically andgenetically heterogenous disease group. Many diseases in this group causeearly visual loss by the death of rod and cone photoreceptor cells. In this thesisstudy molecular pathology of the disease is searched in patients with X LinkedRetinitis Pigmentosa (XLRP), Leber Congenital Amaurosis (LCA) and EnhancedS-Cone Syndrome (ESCS). By using retina cDNA library as prey, yeast-two-hybrid experiments were also performed to detect the gene products thatinteracts with the RPGR gene product, which is the primary responsible genefrom XLRP.Retinitis Pigmentosa (RP) is a heterogeneous group of retinal dystrophies that ischaracterized by photoreceptor degeneration. RP causes night blindness, agradual loss of peripheral visual fields and eventual loss of central vision. Thedisease can be inherited in autosomal dominant, autosomal recessive, X-linkedand digenic modes. XLRP is one of the severe forms of progressive retinaldegeneration. Five loci have been mapped for XLRP; RP2, RP3, RP6, RP23and RP24. Among these, RP3 accounts for 70%-90% and RP2 accounts for10%-20% of genetically identifiable disease. Mutations in the RPGR gene areassociated with RP3 subtype of XLRP. Mutations in RPGR have been identifiedin exons 1-14; however, ORF15 is the hot spot for mutations accounting for 50-60% of XLRP in Europe and North America. ORF15 mutations have also beendetected in simplex RP males. Here we study XLRP and the molecular analysisof RPGR and RP2 genes responsible for the disease condition. No nucleotidechange has been found in our patients.LCA is the most common inherited reason and it is characterized with severeretinal dystrophy before the first year of life. There are six described genesassociated with LCA, but mutations in these genes are detected in half of thepatients. ESCS is an autosomal recessive retinopathy. In this inherited diseaseiiigain of function of photoreceptors is observed. In this study mutation screeningis performed in Neural retina Leucine Zipper (NRL) candidate gene, which is atranscription factor expressed in retina, in 50 LCA, 17 ESCS and a atypicalretinal degeneration patients who were screened before for the known genes. Inonly one sample nucleotide change has been found in the wobble base.Yeast two hybrid systems are the most available systems for describing thegenetic pathways. To find out genetic pathways in which the RPGR gene takesplace in retina hybrid hunts are performed by using retina cDNA library.Because of the deficiency of the cDNA library no protein is found interacting withRPGR protein.Key Words: Inherited retinal degenerations, X linked retinitis pigmentosa, openreading frame 15 (ORF15), yeast-two-hybrid, RPGR, RP2, NRLAdvisor: Prof. Dr. Cihan Öner, Hacettepe University, Faculty of Science, Departmentof Biology, Molecular Biology Sectioniv