Aufklärung der molekularen Ursache einer neuen autosomal-rezessiven Krankheit: Cohenlike-Syndrom
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ausgang für das Forschungsvorhaben war ein konsanguines Ehepaar mit 5 Kindern, von denen 3 eine bisher unbekannte autosomal-rezessive Krankheit mit Cohen-ähnlichem Phänotyp aufwiesen. Zudem war eine Cousine betroffen. Die Mutter war erneut schwanger und wollte die Schwangerschaft abbrechen. Nach einem Genom-Scan (10K Affymetrix SNP) und Mikrosatellitenfeinkartierung wurde eine einzige Region auf Chromosom 1 (LOD-Score 3,9) von 8,8 cM als Kandidatengenregion identifiziert, die insgesamt 58 Gene aufwies. Keines davon war zum Antragszeitpunkt als ursächlich für mentale Retardierung mit Mikrozephalie beschrieben. Gestützt auf den Nachweis der Kandidatengenregion wurde der Familie eine indirekte pränatale Diagnostik angeboten. Es stellt sich heraus, dass der Fet heterozygot für die kritische Region ist, wobei Homozygotie für ein 120.717 bp Segment durch Mikrosatellitenfeinkartierung nicht ausgeschlossen werden konnte. Dieser Bereich wies als kodierende Information nur 4 Exons des EPHB2 Gens auf. Durch Sequenzierung der fetalen DNA konnten Mutationen darin ausgeschlossen werden. Die Mutter entschied sich daraufhin zur Fortsetzung der Schwangerschaft und brachte einen gesunden Jungen zur Welt. Daran anschließend war das Ziel des Antrages die Identifizierung des zugrunde liegenden Krankheitgens. Hierzu sollten die kodierenden Abschnitte der kritischen Region zunächst isoliert und dann mit Hochdurchsatzverfahren sequenziert werden. Zur damaligen Zeit waren die Technologien jedoch noch nicht ausgereift, so dass wir uns nach initialen NGS-Tests entschlossen haben, sämtliche Gene der kritischen Region durch Sanger-Sequenzierung zu analysieren. Dabei fanden wir eine 3 bp Deletion in einer hoch-konservierten Domäne eines bisher wenig charakterisierten Gens. Die anderen 57 Gene wiesen keine pathogenetisch relevanten Veränderungen auf. Erwartungsgemäß war das Protein in Fibroblasten der Patienten immunologisch nachweisbar. Funktionelle Untersuchungen im Xenopus-Modell wurden bereits initiiert. Zum Antragszeitpunkt befanden sich die NimbleGen-Anreicherungen und auch die Hochdurchsatz-Sequenzierungen auf der Roche und Illumina-Plattform noch im Etablierungstadium. So befand sich z. B. das betroffene Exon des mutationstragenden Gens nicht im Anreicherungspanel und konnten die meisten durch NGS identifizierten Veränderungen nach Sanger-Sequenzierung nicht verifiziert werden. Die genannten Technologien haben inzwischen ein deutlich höheres Niveau bzgl. Sensitivität und Spezifität erreicht.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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High-throughput sequencing of microdissected chromosomal regions. European Journal of Human Genetics 18:457 – 462, 2010
Weise A, Timmermann B, Grabherr M, Werber M, Heyn P, Kosyakova N, Liehr T, Neitzel H, Konrat K, Bommer C, Dietrich C, Rajab A, Reinhardt R, Mundlos S, Lindner T H, Hoffmann K
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Genome-wide linkage analysis is a powerful diagnostic tool in families with unknown genetic defects. European Journal of Human Genetics 21, 367 – 372, 2013
Arelin M, Schulze B, Müller-Myhsok B, Horn D, Diers A, Uhlenberg B, Nürnberg P, Nürnberg G, Becker C, Mundlos S, Lindner T H, Sperling K, Hoffmann K
