Analyse der NAHR-assoziierten de novo Mutationsrate: Typ-1 NF1 Deletionen als Modell

• Antragstellerin: Professorin Dr. Hildegard Kehrer-Sawatzki
• Fachliche Zuordnung: Humangenetik
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 251427287

Nicht-allelische homologe Rekombination (NAHR) ist ein wichtiger Mutagenese-Mechanismus, der Krankheits-assoziierte Deletionen und Duplikationen im menschlichen Genom hervorruft. Obwohl NAHR der häufigste Mechanismus rekurrenter Genom-Rearrangements ist, sind dessen molekulare Grundlagen bislang weitgehend unklar. Ziel dieses Projekts ist es, die NAHR-assoziierte de novo Mutationsrate in Bruchpunkt-flankierenden Bereichen bei 30 Typ-1 NF1 Deletionen zu bestimmen, die 1.4-Mb umfassen und die häufigsten rekurrenten Mutationen bei Neurofibromatose Typ-1 sind. Die Bruchpunkte dieser Deletionen liegen in den NAHR Hotspots PRS1 und PRS2, die in den Low-copy repeats NF1-REPa und NF1-REPc lokalisiert sind. Um de novo Mutationen von vererbten Sequenzvarianten unterscheiden zu können, sollen die Bruchpunkt-flankierenden Sequenzen vergleichend mit den nicht-rekombinanten Haplotypen im Bereich der NAHR Hotspots PRS1 oder PRS2 bei den transmittierenden Eltern untersucht werden. Diese Eltern sind selbst nicht von NF1 betroffen und weisen die Deletionen im Blut nicht auf. Vielmehr sind die NF1 Deletionen in der Keimbahn der Eltern neu entstanden und wurden an die Kinder weitergegeben. NF1 Deletionen sind selten, sie treten mit einer Häufigkeit von etwa 1:60.000 auf und daher ist unsere Kohorte von 30 Typ-1 NF1 Deletionspatienten samt der transmittierenden Eltern sehr wertvoll, um die NAHR-assoziierte de novo Mutationsrate zu bestimmen. Um die Höhe der NAHR-assoziierten de novo Mutationsrate in Bruchpunkt-flankierenden Bereichen einschätzen zu können, soll diese mit der Mutationsrate in Regionen der NF1-REPs verglichen werden, die nicht von NAHR-assoziierten Crossovers betroffen sind. Es ist auch notwendig, die Bestimmung der NAHR-assoziierten de novo Mutationsrate mit einer hochauflösenden Genkonversions-Analyse Bruchpunkt-flankierender Bereiche zu vervollständigen. Hierfür sollen nicht nur paraloge Sequenzvarianten (PSVs) analysiert werden, wie wir es in dem vorherigen Projekt KE 724/12-1 gemacht haben, sondern auch single nucleotide variants (SNVs) mit Bestimmung der Phasen der parentalen Haplotypen. Diese Analysen werden zeigen, in welchem Ausmaß Genkonversion und de novo Mutationen die Sequenz-Zusammensetzung der NAHR Hotspot beeinflussen und damit auch ihre Aktivität, denn diese ist Sequenz-abhängig. Typ-1 NF1 Deletionen sind ein exzellentes Modell, um die molekularen Grundlagen von NAHR zu identifizieren, die auch für andere NAHR-assoziierte Rearrangements bedeutungsvoll sein könnten. Wir erwarten, NAHR-assoziierte molekulare Signaturen zu identifizieren, die es ermöglichen, NAHR Hotspots auch in anderen Genombereichen vorauszusagen. Eine erhöhte de novo Mutationsrate in Bruchpunkt-flankierenden Bereichen bei NAHR-mediierten Rearrangements würde auf eine bislang unbekannte Ähnlichkeit zwischen NAHR und der allelischen homologen Rekombination (AHR) hinweisen und entscheidend zum Verständnis der Grundlagen dieser Mechanismen beitragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen