@article{HaertleMaierhoferBoecketal.2017,
  author    = {Haertle, Larissa and Maierhofer, Anna and B{\"o}ck, Julia and Lehnen, Harald and B{\"o}ttcher, Yvonne and Bl{\"u}her, Matthias and Schorsch, Martin and Potabattula, Ramya and El Hajj, Nady and Appenzeller, Silke and Haaf, Thomas},
  title     = {Hypermethylation of the non-imprinted maternal MEG3 and paternal MEST alleles is highly variable among normal individuals},
  series = {PLoS ONE},
  volume    = {12},
  journal   = {PLoS ONE},
  number    = {8},
  doi       = {10.1371/journal.pone.0184030},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-170433},
  pages     = {e0184030},
  year      = {2017},
  abstract  = {Imprinted genes show parent-specific activity (functional haploidy), which makes them particularly vulnerable to epigenetic dysregulation. Here we studied the methylation profiles of oppositely imprinted genes at single DNA molecule resolution by two independent parental allele-specific deep bisulfite sequencing (DBS) techniques. Using Roche (GSJunior) next generation sequencing technology, we analyzed the maternally imprinted MEST promoter and the paternally imprinted MEG3 intergenic (IG) differentially methylated region (DMR) in fetal cord blood, adult blood, and visceral adipose tissue. Epimutations were defined as paternal or maternal alleles with >50\% aberrantly (de)methylated CpG sites, showing the wrong methylation imprint. The epimutation rates (range 2-66\%) of the paternal MEST and the maternal MEG3 IG DMR allele, which should be completely unmethylated, were significantly higher than those (0-15\%) of the maternal MEST and paternal MEG3 alleles, which are expected to be fully methylated. This hypermethylation of the non-imprinted allele (HNA) was independent of parental origin. Very low epimutation rates in sperm suggest that HNA occurred after fertilization. DBS with Illumina (MiSeq) technology confirmed HNA for the MEST promoter and the MEG3 IG DMR, and to a lesser extent, for the paternally imprinted secondary MEG3 promoter and the maternally imprinted PEG3 promoter. HNA leads to biallelic methylation of imprinted genes in a considerable proportion of normal body cells (somatic mosaicism) and is highly variable between individuals. We propose that during development and differentiation maintenance of differential methylation at most imprinting control regions may become to some extent redundant. The accumulation of stochastic and environmentally-induced methylation errors on the non-imprinted allele may increase epigenetic diversity between cells and individuals.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Haertle2018,
  author    = {Haertle, Larissa},
  title     = {Gestationsdiabetes und fetale Programmierung: Epigenetische Untersuchungen mit verschiedenen Next Generation Sequencing Techniken},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-156465},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2018},
  abstract  = {Eine intrauterine Gestationsdiabetes (GDM) Exposition induziert in den betroffenen Nachkommen eine lebenslang erh{\"o}hte Pr{\"a}disposition f{\"u}r metabolische und komplexe Erkrankungen. Die Krankheitssuszeptibilit{\"a}t wird dabei durch epigenetische Ver{\"a}nderungen vermittelt, die sich {\"u}ber die Regulation der Genaktivit{\"a}t auch auf das Expressionsniveau und den Ph{\"a}notypen auswirken. Um neue Gene zu finden, die eine Rolle in der fetalen Programmierung spielen, wurden in dieser Arbeit genomweite Methylierungsmuster von Nabelschnurbluten (FCBs) aus GDM-Schwangerschaften und Kontrollen miteinander verglichen. Mit Illumina Infinium HumanMethylation 450K Arrays konnten signifikante Gruppenunterschiede f{\"u}r insgesamt 65 CpG-Stellen (52 davon genassoziiert) festgestellt werden, die multiplem Testen standhielten. Mittels Pyrosequenzierung wurden vier dieser Kandidaten-Loci (ATP5A1, MFAP4, PRKCH, SLC17A4), sowie ein Gen aus der Literatur (HIF3A) genauer untersucht und die Effekte erfolgreich validiert. F{\"u}r das zugrundeliegende multivariate Regressionsmodell wurden die potenziellen St{\"o}rfaktoren Gestationsalter, kindliches Geschlecht und m{\"u}tterlicher BMI ber{\"u}cksichtigt. Der GDM-Effekt zeigte sich st{\"a}rker in der insulinbehandelten Subgruppe (I-GDM) als in der di{\"a}tisch behandelten (D GDM) und scheint insgesamt multifaktoriell bedingt zu sein, da viele Gene betroffen waren, jedoch alle mit einer vergleichsweise niedrigen Effekt-Gr{\"o}ße. Zus{\"a}tzlich konnten f{\"u}r den MEG3 Promotor, MEST und PEG3, drei von vier gepr{\"a}gten Genen, die mittels Deep Bisulfite Sequencings (DBS) analysiert wurden, ebenfalls signifikante Methylierungs-unterschiede zwischen der GDM- und Kontroll-Gruppe detektiert werden. Die identifizierten Gene stellen labile Zielregionen f{\"u}r die GDM-induzierte intrauterine Programmierung dar und k{\"o}nnen zuk{\"u}nftig n{\"u}tzliche Biomarker f{\"u}r Krankheitsdiagnosen und Prognosen sein. Mittels DBS k{\"o}nnen dar{\"u}ber hinaus Einzelmolek{\"u}l-Analysen durchgef{\"u}hrt werden, f{\"u}r die in differentiell methylierten Regionen (DMRs) anhand eines informativen SNPs die parentale Allel-Herkunft bestimmt und bei der Berechnung von Epimutationsraten einbezogen werden kann. Epimutationen wurde als solche gewertet, wenn sie ein > 50 \% abnormal (de)methyliertes Methylierungsprofil aufwiesen. Die DBS-Daten wurden mit zwei verschiedenen Sequenzierplattformen generiert (Roche GS Junior und Illumina MiSeq). F{\"u}r Zweitere wurde ein eigenes, unabh{\"a}ngiges Library-Pr{\"a}parations-Protokoll entwickelt. In Nabelschnurblut, adultem Blut und Viszeralfett wurden f{\"u}r die paternal exprimierte MEST Promotor DMR und die maternal exprimierte MEG3 intergenic (IG) DMR hohe Epimutationsraten f{\"u}r das jeweils unmethylierte Allel detektiert. Die gepr{\"a}gten (methylierten) Allele wiesen dagegen nur niedrige Epimutationsraten auf. Da MEST und MEG3 invers gepr{\"a}gte Gene sind, war die Hypermethylierung des nicht gepr{\"a}gten Allels (HNA) demnach unabh{\"a}ngig von der parentalen Allel-Herkunft. Die HNA scheint außerdem erst nach der Fertilisation aufzutreten, da in Spermien nur sehr wenige Epimutationen gefunden wurden. F{\"u}r die sekund{\"a}re MEG3 Promotor DMR (deren Pr{\"a}gung von der prim{\"a}ren MEG3 IG-DMR reguliert wird) wurde ein deutlich schw{\"a}cherer, wenngleich signifikanter HNA-Effekt im FCB gemessen, f{\"u}r die paternal exprimierte PEG3 Promotor DMR konnte dagegen kein signifikanter Unterschied zwischen den beiden parentalen Epimutationsraten festgestellt werden. Der HNA-Effekt f{\"u}r die MEST DMR, MEG3 IG-DMR und MEG3 Promotor DMR war weder mit GDM noch mit Adipositas assoziiert und zeigte allgemein eine große interindividuelle Varianz. Die Aufrechterhaltung differenzieller Methylierungsmuster in Imprinting Kontrollregionen (ICRs) scheint in manchen Entwicklungs-Zeitspannen von großer Bedeutung und damit streng kontrolliert zu sein, sp{\"a}ter jedoch redundant zu werden, was sich in der Anreicherung von stochastischen sowie umweltinduzierten Fehlern auf dem nicht gepr{\"a}gten Allel {\"a}ußern kann. HNA-suszeptible gepr{\"a}gte Gene {\"a}hneln in mancherlei Hinsicht metastabilen Epiallelen. Diese Studie zeigt, dass sowohl stochastische Faktoren als auch Umweltstimuli w{\"a}hrend der fr{\"u}hen embryonalen Entwicklung u.a. {\"u}ber HNA-Effekte gepr{\"a}gte Gen-Netzwerke programmieren, die in Wachstumsprozesse involviert sind. Um tiefere Einblicke in allelspezifische Pr{\"a}gungsprofile zu erhalten, w{\"a}ren umfangreiche DBS HNA-L{\"a}ngsschnittstudien aller 50-100 human gepr{\"a}gten Gene in unterschiedlichen Gewebetypen und Differenzierungsstadien w{\"u}nschenswert.  },
  subject      = {Schwangerschaftsdiabetes},
  language  = {de}
}
@article{HaertleElHajjDittrichetal.2017,
  author    = {Haertle, Larissa and El Hajj, Nady and Dittrich, Marcus and M{\"u}ller, Tobias and Nanda, Indrajit and Lehnen, Harald and Haaf, Thomas},
  title     = {Epigenetic signatures of gestational diabetes mellitus on cord blood methylation},
  series = {Clinical Epigenetics},
  volume    = {9},
  journal   = {Clinical Epigenetics},
  number    = {28},
  doi       = {10.1186/s13148-017-0329-3},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-159459},
  year      = {2017},
  abstract  = {Background: Intrauterine exposure to gestational diabetes mellitus (GDM) confers a lifelong increased risk for metabolic and other complex disorders to the offspring. GDM-induced epigenetic modifications modulating gene regulation and persisting into later life are generally assumed to mediate these elevated disease susceptibilities. To identify candidate genes for fetal programming, we compared genome-wide methylation patterns of fetal cord bloods (FCBs) from GDM and control pregnancies. Methods and results: Using Illumina's 450K methylation arrays and following correction for multiple testing, 65 CpG sites (52 associated with genes) displayed significant methylation differences between GDM and control samples. Four candidate genes, ATP5A1, MFAP4, PRKCH, and SLC17A4, from our methylation screen and one, HIF3A, from the literature were validated by bisulfite pyrosequencing. The effects remained significant after adjustment for the confounding factors maternal BMI, gestational week, and fetal sex in a multivariate regression model. In general, GDM effects on FCB methylation were more pronounced in women with insulin-dependent GDM who had a more severe metabolic phenotype than women with dietetically treated GDM. Conclusions: Our study supports an association between maternal GDM and the epigenetic status of the exposed offspring. Consistent with a multifactorial disease model, the observed FCB methylation changes are of small effect size but affect multiple genes/loci. The identified genes are primary candidates for transmitting GDM effects to the next generation. They also may provide useful biomarkers for the diagnosis, prognosis, and treatment of adverse prenatal exposures.},
  language  = {en}
}