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Projekt
Funktionelle Charakterisierung nicht-kodierender Varianten in krankheitsverursachenden Regionen der benignen Choreoathetose (CAHTP) und der Schilddrüsenfehlentwicklung (CHTD)
Antragsteller
Professor Dr. Heiko Krude
Fachliche Zuordnung
Humangenetik
Entwicklungsbiologie
Entwicklungsbiologie
Förderung
Förderung seit 2019
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 400728090
Der Transkriptionsfaktor NKX2-1 spielt eine zentrale Rolle in der Zelldifferenzierung der Schilddrüse, des Vorderhirns und der Lunge. Entsprechend verursachen Mutationen des NKX2-1 Gens eine benigne Choreoathetose, eine konnatale Hypothyreose und eine Lungenfehlfunktion, die zusammen als dominant vererbtes Krankheitsbild mit unterschiedlicher Penetranz und Schwere auftreten können; wie von unserer Arbeitsgruppe erstmals im Jahr 2002 gezeigt (CAHTP, OMIM #610978). Während der ersten Förderperiode konnten wir in einer Kohorte von gut untersuchten 25 CAHTP Patienten, bei denen Mutationen in der kodierenden Region des NKX2-1 Gens bereits ausgeschlossen waren, mittels WGS nicht-kodierende, potentiell krankheitsauslösende Varianten im NKX2-1 Genlokus identifizieren. Ebenfalls konnten wir durch Analyse epigenetischer Datensätze eine 100 kb große Region im 14q13 NKX2-1 Genlokus identifizieren, die potentiell krankheits-assoziiert sein könnte. Im ersten Teil des hier beantragten Projektes werden wir durch die Kombination verschiedener CRISPR/Cas9-basierter Techniken in einer humanen NKX2-1 Reporter iPSC Zelllinie die cis-regulierende Rolle dieser 100 kb Region analysieren und die Bedeutung der dort identifizierten nicht-kodierenden Varianten unserer CAHTP Kohorte untersuchen. Zur Verbesserung des Verständnis der genetischen Mechanismen, die der angeborenen Hypothyreose mit Schilddrüsen-Fehlbildung (CHTD) zugrunde liegen, beteiligten wir uns darüber hinaus während der ersten Förderperiode an einer genomweiten Assoziationsstudie (GWAS) (Satoshi Narumi et al., Keio University School of Medicine, Tokyo, Japan) und identifizierten einen ersten krankheits-assoziierten Risiko-Lokus in der nicht-kodierenden Region 2q33.3. Der Index-SNP (rs9789446) liegt in einer intronischen Region von 72 kb in der wir basierend auf epigenomischen, transkriptomischen und Chromatin-Interaktion Datensätzen verschiedene cis-regulierende Sequenzen für die FZD5 and CCNYL1 Genexpression in Schilddrüsenzellen identifizieren konnten. Zur formalen Prüfung der krankheitsauslösenden Wirkung der nicht-kodierenden genomischen Varianten auf die Pathogenese der CHTD möchten wir in der zweiten Förderperiode unter Zuhilfenahme verschiedener CRISPR/Cas9-basierter Techniken an einer humanen NKX2-1 Reporter-iPSC Zelllinie die cis-regulatorische Funktion der 2q33.3 Region funktionell untersuchen.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
