Konjenital kalp hastalıklarında spesifik mitokondriyal transfer rna (TRNA) mutasyonlarının meta analizi
Meta analysis of specific mitochondrial transfer rna (MT-TRNA) mutations in patients with congenital hearth defects
Yazar: NİLGÜN GENÇ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. KENAN ATEŞ
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Genetik = Genetics
Dizin: DNA analizi = DNA analysis ; Kalp = Heart ; Kalp defektleri-konjenital = Heart defects-congenital ; Kalp hastalıkları = Heart diseases ; Meta analizi = Meta analysis ; Mitokondriler = Mitochondria ; Mutasyon = Mutation ; RNA = RNA

Özet:
Mitokondriler hücrelerde enerji akışı için gereklidir. İnsanlarda mt-tRNA'lardaki mutasyonlar miyopati, ensefalopati ve kardiyomiyopati gibi hastalıkların önemli bir sebebidir. Mitokondriyal hastalıklara sahip hastaların çoğu kalp defektlerine sahiptir çünkü kalp yüksek enerjiye ihtiyaç duyan kaslardan oluşmaktadır. Bu çalışmada, konjenital kalp hastalıklarında yeni nesil dizileme teknolojisi kullanılarak yapılan bir çalışmamızda elde edilen tüm mitokondrial DNA dizileme sonuçlarının meta-analizi yapılmıştır. Bu amaçla 8 tanesi TOF olmak üzere toplam 22 konjenital kalp hastası ve 107 sağlıklı kontrollerden oluşan toplam 129 vakanın Roche GS FLX yeni nesil dizileme sistemi kullanılarak yapılmış olan yayınlanmış veriden sadece mt-tRNA verisi yeniden meta ve bioinfromatik analiz süreçleri ışığında değerlendirilmiştir. Bu amaç doğrultusunda, elde edilen verilerin NC_012920 NCBI referans kodlu mt-DNA referansı kullanılarak CLCBIO Genomic Workbench V8.0 programı ile bioinformatik analizi yapılmıştır. Saptanan varyasyonların mt-tRNA yapısal analizleri Vienna RNA Package 2,0 ve ARWEN V.1,2 programları kullanılarak yapılmıştır. Bu bulgulara göre 70 varyasyon sadece hasta grubunda bulunmuş ve bu varyasyonlar daha önce tanımlanmamıştır. Hastalardan iki tanesinde varyasyonlar antikodon dizisindedir ve aminoasit değişikliğine sebeb olmaktadır. Ayrıca dört hastada Vienna RNA Package 2.0 analizine göre sadece sekonder yapıda belirgin değişiklik gözlenmiştir. Varyasyonların tRNA'ların ikincil ve tersiyer yapısını değiştirerek bir şekilde tRNA modifikasyonlarında rol alan enzimlerin substrat tanıma özelliğini etkilediği düşünülebilir. Özellikle antikodon varyasyonlarının sekonder yapıdaki belirgin değişikliği göz önünde bulundurulduğunda ve bu vakaların klinik durumları karşılaştırıldığında bu vakaların diğer vakalara göre daha kompleks olduğu gözlenmiştir. Ancak varyasyon ile klinik fenotip arasında bir ilişki kurabilmek için aynı varyasyona ve fenotipe sahip daha çok vaka ile çalışılması gerekmektedir.

Abstract:
Mitochondria are essential in the flow of energy in cells. Mutations in the mt-tRNAs are an important cause of human diseases including myopathies, encephalomyopathies, cardiomyopathies, etc. Most patients with mitochondrial diseases are susceptible to cardiac defects because the heart is a muscle that requires high energy. In this study, a meta-analysis of whole mitochondrial DNA next generation sequencing data, obtained from our earlier study was performed. GS FLX next generation sequencing data of total 129 cases containing 22 patients and 107 controls were analyzed using bioinformatics tools. CLCBIO Genomic Workbench V8.0 was used as the bioinformatics tool. NC_012920 NCBI- ID was used as a reference genome. Structural analysis of identified variations was performed using Vienna RNA Package 2.0 and ARWEN V.1.2 programs. Seventy unreported variations were found only in patients but not in controls. In two of the patients, the variations were found in the anticodon sequence, causing amino acid change. In four other patients, prominent changes in secondary structures were seen according to the Vienna RNA Package 2.0 analysis. It can be thought that variations can affect interactions between tRNA modification enzymes and their substrates by changing secondary and tertiary structures of tRNAs. When evident changes in secondary structures caused by anticodon variations were taken into consideration, it was seen that these patients were more complex than other patients phenotypically. Further study with wider patient group carrying the same type of variation and phenotype is required in order to establish a relationship between these variations and clinical phenotypes.