Identifizierung kausaler Gene für die nicht-syndromale Gaumenspalte mittels gezielter Resequenzierung von Kandidatengenen und funktioneller Untersuchung im Zebrafischmodell.

• Antragstellerinnen: Dr. Nina Ishorst; Privatdozentin Dr. Elisabeth Mangold
• Fachliche Zuordnung: Humangenetik
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 542848230

Die nicht-syndromale Gaumenspalte (nsGS) hat eine Prevalenz von 1:2000 in der europäischen Bevölkerung und gehört zu den häufigen angeborenen Fehlbildungen. Der Phänotyp ist multifaktoriell mit einer hohen geschätzten Erblichkeit von bis zu 90%. Genomweite Assoziationsstudien, deren Befunde hauptsächlich häufige Varianten mit einer niedrigen Effektstärke abbilden, konnten nur einen geringen Anteil der Erblichkeit erklären. Aktuelle Literatur weist darauf hin, dass seltene Varianten mit hohen Effektstärken in für die Gesichtsentwicklung relevanten Genen bei der Ätiologie der Gaumenspalte eine wesentliche Rolle spielen könnten. Um diese Hypothese zu untersuchen, wurden in einer vorangegangenen Studie der Antragssteller*innen Exomsequenzierungen in Eltern/Kind-Trios durchgeführt und seltene de novo Mutationen in potentiellen nsGS Kandidatengenen identifiziert. Im beantragten Projekt sollen diese nsGS Kandidatengene in einer multiethnischen Patienten/Kontroll-Kohorte resequenziert werden, um über die Identifikation von weiteren seltenen Mutationen in diesen Genen endgültige Kandidaten für eine funktionelle Charakterisierung im Zebrafisch zu definieren. Für diese funktionellen Arbeiten sollen die Kandidatengene mittels CRISPR/Cas9 ausgeschaltet und die identifizierten patienten-spezifische Mutationen gezielt mittels CRISPR/Cas9 in das Zebrafischgenom eingebracht werden, um eine mögliche phänotypische Ausprägung zu untersuchen. Hieraus kann dann ein Zusammenhang zwischen den Kandidatengenen/Mutationen in Kandidatengenen und der nsGS abgeleitet werden. Die ethmoide Platte des Zebrafischs dient bei diesen Untersuchungen als Modell des menschlichen Gaumens. Die Antragssteller haben weitreichende Expertise in der Durchführung und Auswertung von Resequenzierungsdaten aus single molecule Molecular Inversion Probes. Zudem haben sie Zugang zur gruppeninternen multiethnischen nsGS-Patientenkohorte. Dr. Nina Ishorst hat die Methodik zum Ausschalten der zu untersuchenden Gene und zur Einbringung der patienten-spezifischen Mutationen in das Zebrafisch Genom, bereits im Labor des Kooperationspartners Prof. Benjamin Odermatt etabliert. Er hat große Erfahrung in der Haltung und Zucht von Zebrafischen, sowie der Phänotypisierung von Zebrafischen mit angeborenen Fehlbildungen. Die Identifikation von Mutationen in für die Gaumenentwicklung spezifischen Genen wird helfen wichtige Signalwege und Mechanismen der Spaltbildung zu verstehen und damit wesentlich an einem tieferen Verständnis des genetischen Hintergrunds von nsGS beitragen. Langfristig wird dieses Wissen bei der Risikovorhersage und der Beratung betroffener Familien helfen. Diese Erkenntnisse könnten sogar bei der Entwicklung individueller Präventionsstrategien helfen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Benjamin Odermatt