@article{SchmidSteinleinFeichtingeretal.2014, author = {Schmid, Michael and Steinlein, Claus and Feichtinger, Wolfgang and Haaf, Thomas and Mijares-Urrutia, Abraham and Schargel, Walter E. and Hedges, S. Blair}, title = {Cytogenetic Studies on Gonatodes (Reptilia, Squamata, Sphaerodactylidae)}, series = {Cytogenetic and Genome Research}, volume = {144}, journal = {Cytogenetic and Genome Research}, number = {1}, issn = {1424-8581}, doi = {10.1159/000367929}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-196753}, pages = {47-61}, year = {2014}, abstract = {Mitotic and meiotic chromosomes of 5 species of the reptile genus Gonatodes are described by means of conventional staining, banding analyses and in situ hybridization using a synthetic telomeric DNA probe. The amount, location and fluorochrome affinities of constitutive heterochromatin, the number and positions of nucleolus organizer regions, and the patterns of telomeric DNA sequences were determined for most of the species. The karyotypes of G. falconensis and G. taniae from northern Venezuela are distinguished by their extraordinarily reduced diploid chromosome number of 2n = 16, which is the lowest value found so far in reptiles. In contrast to most other reptiles, both species have exclusively large biarmed (meta- and submetacentric) chromosomes. Comparison of the karyotypes of G. falconensis and G. taniae with those of other Gonatodes species indicates that the exceptional 2n = 16 karyotype originated by a series of 8 centric fusions. The karyotypes of G. falconensis and G. taniae are further characterized by the presence of considerable amounts of (TTAGGG)n telomeric sequences in the centromeric regions of all chromosomes. These are probably not only relics of the centric fusion events, but a component of the highly repetitive DNA in the constitutive heterochromatin of the chromosomes. The genome sizes of 4 Gonatodes species were determined using flow cytometry. For comparative purposes, all previously published cytogenetic data on Gonatodes and other sphaerodactylids are included and discussed.}, language = {en} } @article{SchmidSteinleinFeichtingeretal.2014, author = {Schmid, Michael and Steinlein, Claus and Feichtinger, Wolfgang and Bogart, James P.}, title = {Chromosome Banding in Amphibia. XXXI. The Neotropical Anuran Families Centrolenidae and Allophrynidae}, series = {Cytogenetic and Genome Research}, volume = {142}, journal = {Cytogenetic and Genome Research}, number = {4}, issn = {1424-8581}, doi = {10.1159/000362216}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-196763}, pages = {268-285}, year = {2014}, abstract = {The mitotic chromosomes of 11 species from the anuran families Centrolenidae and Allophrynidae were analyzed by means of conventional staining, banding techniques, and in situ hybridization. The amount, location, and fluorochrome affinities of constitutive heterochromatin, the number and positions of nucleolus organizer regions, and the patterns of telomeric DNA sequences were determined for most of the species. The karyotypes were found to be highly conserved with a low diploid chromosome number of 2n = 20 and morphologically similar chromosomes. The sister group relationship between the Centrolenidae and Allophrynidae (unranked taxon Allocentroleniae) is clearly corroborated by the cytogenetic data. The existence of heteromorphic XY♂/XX♀ sex chromosomes in an initial stage of morphological differentiation was confirmed in Vitreorana antisthenesi. The genome sizes of 4 centrolenid species were determined using flow cytometry. For completeness and for comparative purposes, all previously published cytogenetic data on centrolenids are included.}, language = {en} } @article{FockenSteinemannSkawranetal.2011, author = {Focken, T. and Steinemann, D. and Skawran, B. and Hofmann, W. and Ahrens, P. and Arnold, N. and Kroll, P. and Kreipe, H. and Schlegelberger, B. and Gadzicki, D.}, title = {Human BRCA1-associated breast cancer: No increase in numerical chromosomal instability compared to sporadic tumors}, series = {Cytogenetic and Genome Research}, volume = {135}, journal = {Cytogenetic and Genome Research}, number = {2}, issn = {1424-8581}, doi = {10.1159/000332005}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-196770}, pages = {84 -- 92}, year = {2011}, abstract = {BRCA1 is a major gatekeeper of genomic stability. Acting in multiple central processes like double-strand break repair, centrosome replication, and checkpoint control, BRCA1 participates in maintaining genomic integrity and protects the cell against genomic instability. Chromosomal instability (CIN) as part of genomic instability is an inherent characteristic of most solid tumors and is also involved in breast cancer development. In this study, we determined the extent of CIN in 32 breast cancer tumors of women with a BRCA1 germline mutation compared to 62 unselected breast cancers. We applied fluorescence in situ hybridization (FISH) with centromere-specific probes for the chromosomes 1, 7, 8, 10, 17, and X and locus-specific probes for 3q27 (BCL6), 5p15.2 (D5S23), 5q31 (EGR1), 10q23.3 (PTEN), and 14q32 (IGH@) on formalin-fixed paraffin-embedded tissue microarray sections. Our hypothesis of an increased level of CIN in BRCA1-associated breast cancer could not be confirmed by this approach. Surprisingly, we detected no significant difference in the extent of CIN in BRCA1-mutated versus sporadic tumors. The only exception was the CIN value for chromosome 1. Here, the extent of CIN was slightly higher in the group of sporadic tumors.}, language = {en} } @phdthesis{Engel2019, author = {Engel, Jakob}, title = {Untersuchung der Korrelation von Genotyp und Ph{\"a}notyp bei der Hypophosphatasie}, doi = {10.25972/OPUS-18175}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-181751}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2019}, abstract = {Die Arbeit zeigt, dass die Symptome der HPP sehr variabel und unterschiedlich stark auftreten k{\"o}nnen. Dies erschwert die klinische Diagnosestellung der Erkrankung. Nahezu alle Patienten berichteten von starken Knochen-, Gelenk,- und Muskelschmerzen, von Karies und Parodontose sowie von vermehrten Frakturen, die zum Teil weitere chronische Schmerzen und Wiederholungsfrakturen erzeugen. Eine deutlich verminderte Leistungsf{\"a}higkeit im Vergleich zu Gleichaltrigen wurde ebenso h{\"a}ufig angegeben. Es konnte keine eindeutige Ph{\"a}notyp -  Genotyp Korrelation gefunden werden, allerdings geben die Daten einen deutlichen Hinweis, dass Patienten mit zwei Mutationen am st{\"a}rksten symptomatisch betroffen sind. Ebenfalls konnten keine Unterschiede zwischen dominant negativen Mutationen und nicht dominant negativen Mutationen gefunden werden.}, subject = {Hypophosphatasie}, language = {de} } @article{MaierhoferFlunkertOshimaetal.2019, author = {Maierhofer, Anna and Flunkert, Julia and Oshima, Junko and Martin, George M. and Poot, Martin and Nanda, Indrajit and Dittrich, Marcus and M{\"u}ller, Tobias and Haaf, Thomas}, title = {Epigenetic signatures of Werner syndrome occur early in life and are distinct from normal epigenetic aging processes}, series = {Aging Cell}, volume = {18}, journal = {Aging Cell}, doi = {10.1111/acel.12995}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-202733}, pages = {e12995}, year = {2019}, abstract = {Werner Syndrome (WS) is an adult-onset segmental progeroid syndrome. Bisulfite pyrosequencing of repetitive DNA families revealed comparable blood DNA methylation levels between classical (18 WRN-mutant) or atypical WS (3 LMNA-mutant and 3 POLD1-mutant) patients and age- and sex-matched controls. WS was not associated with either age-related accelerated global losses of ALU, LINE1, and α-satellite DNA methylations or gains of rDNA methylation. Single CpG methylation was analyzed with Infinium MethylationEPIC arrays. In a correspondence analysis, atypical WS samples clustered together with the controls and were clearly separated from classical WS, consistent with distinct epigenetic pathologies. In classical WS, we identified 659 differentially methylated regions (DMRs) comprising 3,656 CpG sites and 613 RefSeq genes. The top DMR was located in the HOXA4 promoter. Additional DMR genes included LMNA, POLD1, and 132 genes which have been reported to be differentially expressed in WRN-mutant/depleted cells. DMRs were enriched in genes with molecular functions linked to transcription factor activity and sequence-specific DNA binding to promoters transcribed by RNA polymerase II. We propose that transcriptional misregulation of downstream genes by the absence of WRN protein contributes to the variable premature aging phenotypes of WS. There were no CpG sites showing significant differences in DNA methylation changes with age between WS patients and controls. Genes with both WS- and age-related methylation changes exhibited a constant offset of methylation between WRN-mutant patients and controls across the entire analyzed age range. WS-specific epigenetic signatures occur early in life and do not simply reflect an acceleration of normal epigenetic aging processes.}, language = {en} } @article{ElHajjDittrichBoecketal.2016, author = {El Hajj, Nady and Dittrich, Marcus and B{\"o}ck, Julia and Kraus, Theo F. J. and Nanda, Indrajit and M{\"u}ller, Tobias and Seidmann, Larissa and Tralau, Tim and Galetzka, Danuta and Schneider, Eberhard and Haaf, Thomas}, title = {Epigenetic dysregulation in the developing Down syndrome cortex}, series = {Epigenetics}, volume = {11}, journal = {Epigenetics}, number = {8}, doi = {10.1080/15592294.2016.1192736}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-191239}, pages = {563-578}, year = {2016}, abstract = {Using Illumina 450K arrays, 1.85\% of all analyzed CpG sites were significantly hypermethylated and 0.31\% hypomethylated in fetal Down syndrome (DS) cortex throughout the genome. The methylation changes on chromosome 21 appeared to be balanced between hypo- and hyper-methylation, whereas, consistent with prior reports, all other chromosomes showed 3-11times more hyper- than hypo-methylated sites. Reduced NRSF/REST expression due to upregulation of DYRK1A (on chromosome 21q22.13) and methylation of REST binding sites during early developmental stages may contribute to this genome-wide excess of hypermethylated sites. Upregulation of DNMT3L (on chromosome 21q22.4) could lead to de novo methylation in neuroprogenitors, which then persists in the fetal DS brain where DNMT3A and DNMT3B become downregulated. The vast majority of differentially methylated promoters and genes was hypermethylated in DS and located outside chromosome 21, including the protocadherin gamma (PCDHG) cluster on chromosome 5q31, which is crucial for neural circuit formation in the developing brain. Bisulfite pyrosequencing and targeted RNA sequencing showed that several genes of PCDHG subfamilies A and B are hypermethylated and transcriptionally downregulated in fetal DS cortex. Decreased PCDHG expression is expected to reduce dendrite arborization and growth in cortical neurons. Since constitutive hypermethylation of PCDHG and other genes affects multiple tissues, including blood, it may provide useful biomarkers for DS brain development and pharmacologic targets for therapeutic interventions.}, language = {en} } @phdthesis{Patzina2019, author = {Patzina, Tobias}, title = {Genetische Ver{\"a}nderungen am SOX9 Lokus bei Pierre-Robin-Sequenz}, doi = {10.25972/OPUS-18689}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-186893}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2019}, abstract = {Die Pierre-Robin-Sequenz ist eine angeborene kraniofaziale Fehlbildung, bei der h{\"a}ufig eine Triade von Symptomen, bestehend aus mandibul{\"a}rer Mikrognathie/Retrognathie, Glossoptose und einer Gaumenspalte, beobachtet werden kann. Aufgrund der Heterogenit{\"a}t der PRS und der h{\"a}ufigen Vergesellschaftung mit Syndromen, konnten {\"A}tiologie und Pathogenese der PRS bisher nur unzureichend gekl{\"a}rt werden. F{\"u}r einen Teil der Patienten mit isolierter PRS konnte eine famili{\"a}re H{\"a}ufung von PRS-F{\"a}llen nachgewiesen werden, was auf eine erbliche Komponente als krankheitsausl{\"o}senden Faktor hinweist. In diesem Zusammenhang konnten bei Patienten mit isolierter PRS geh{\"a}uft genetische Ver{\"a}nderungen mit einer Entfernung von {\"u}ber 1Mb zentromerisch (5´) von SOX9 auf dem Chromosom 17 detektiert werden. Es wird vermutet, dass diese genetischen Aberrationen am SOX9 Lokus eine gewebsspezifische Fehlregulation von SOX9 w{\"a}hrend der Embryonalentwicklung ausl{\"o}sen und somit urs{\"a}chlich f{\"u}r die Entstehung von PRS sein k{\"o}nnen. Das Ziel dieser Arbeit war es, eine W{\"u}rzburger Patientenkohorte mit isolierter PRS zu gewinnen und Informationen {\"u}ber die ph{\"a}notypischen Merkmale der Studienteilnehmer auszuwerten. Im Anschluss sollte die Patienten-DNS mittels molekulargenetischen Analysemethoden auf potenziell krankheitsausl{\"o}sende genetische Aberrationen am SOX9 Lokus untersucht werden. Zun{\"a}chst konnte eine Kohorte mit sieben PRS-Patienten erstellt und Informationen {\"u}ber die ph{\"a}notypischen Krankheitsmerkmale erfasst und ausgewertet werden. Anschließend wurden bei den Studienteilnehmern eine Array-CGH, eine quantitative Echtzeit-Polymerase-Kettenreaktion und im Bereich von drei konservierten, potenziell regulatorischen Elementen des SOX9 Lokus eine Sanger Sequenzierung durchgef{\"u}hrt. Die Array-CGH ergab zun{\"a}chst bei einem Patienten zwei große Deletionen im regulativen Umfeld des SOX9 Lokus, welche im Weiteren nicht durch qPCR best{\"a}tigt werden konnten. Letztendlich konnten durch die Sanger Sequenzierung 22 Varianten detektiert werden, wovon f{\"u}r drei Einzelnukleotid-Polymorphismen eine pr{\"a}disponierende Wirkung diskutierbar und f{\"u}r zwei Einzelnukleotid-Varianten eine urs{\"a}chlich pathogene Wirkung nicht auszuschließen ist.}, subject = {Robin-Syndrom}, language = {de} } @article{MartratMaxwellTominagaetal.2011, author = {Martrat, Griselda and Maxwell, Christopher A. and Tominaga, Emiko and Porta-de-la-Riva, Montserrat and Bonifaci, N{\´u}ria and G{\´o}mez-Bald{\´o}, Laia and Bogliolo, Massimo and L{\´a}zaro, Conxi and Blanco, Ignacio and Brunet, Joan and Neveling, Kornelia and et al,}, title = {Exploring the link between MORF4L1 and risk of breast cancer}, series = {Breast Cancer Research}, volume = {13}, journal = {Breast Cancer Research}, number = {R40}, doi = {10.1186/bcr2862}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-169119}, pages = {1-14}, year = {2011}, abstract = {Introduction: Proteins encoded by Fanconi anemia (FA) and/or breast cancer (BrCa) susceptibility genes cooperate in a common DNA damage repair signaling pathway. To gain deeper insight into this pathway and its influence on cancer risk, we searched for novel components through protein physical interaction screens. Methods: Protein physical interactions were screened using the yeast two-hybrid system. Co-affinity purifications and endogenous co-immunoprecipitation assays were performed to corroborate interactions. Biochemical and functional assays in human, mouse and Caenorhabditis elegans models were carried out to characterize pathway components. Thirteen FANCD2-monoubiquitinylation-positive FA cell lines excluded for genetic defects in the downstream pathway components and 300 familial BrCa patients negative for BRCA1/2 mutations were analyzed for genetic mutations. Common genetic variants were genotyped in 9,573 BRCA1/2 mutation carriers for associations with BrCa risk. Results: A previously identified co-purifying protein with PALB2 was identified, MRG15 (MORF4L1 gene). Results in human, mouse and C. elegans models delineate molecular and functional relationships with BRCA2, PALB2, RAD51 and RPA1 that suggest a role for MRG15 in the repair of DNA double-strand breaks. Mrg15-deficient murine embryonic fibroblasts showed moderate sensitivity to g-irradiation relative to controls and reduced formation of Rad51 nuclear foci. Examination of mutants of MRG15 and BRCA2 C. elegans orthologs revealed phenocopy by accumulation of RPA-1 (human RPA1) nuclear foci and aberrant chromosomal compactions in meiotic cells. However, no alterations or mutations were identified for MRG15/MORF4L1 in unclassified FA patients and BrCa familial cases. Finally, no significant associations between common MORF4L1 variants and BrCa risk for BRCA1 or BRCA2 mutation carriers were identified: rs7164529, Ptrend = 0.45 and 0.05, P2df = 0.51 and 0.14, respectively; and rs10519219, Ptrend = 0.92 and 0.72, P2df = 0.76 and 0.07, respectively. Conclusions: While the present study expands on the role of MRG15 in the control of genomic stability, weak associations cannot be ruled out for potential low-penetrance variants at MORF4L1 and BrCa risk among BRCA2 mutation carriers.}, language = {en} } @phdthesis{Rost2020, author = {Rost, Isabell}, title = {Gezielte Anreicherungs- und neue DNA-Sequenzierungsstrategien f{\"u}r die molekulare Analyse von Fanconi-An{\"a}mie-Genen}, doi = {10.25972/OPUS-15109}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-151096}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2020}, abstract = {Fanconi-An{\"a}mie (FA) ist, mit Ausnahme von Mutationen in FANCR/RAD51, eine autosomal-rezessive oder X-chromosomal vererbte Krankheit, die sich durch eine ausgesprochene klinische als auch genetische Heterogenit{\"a}t auszeichnet. Neben einem fortschreitenden Knochenmarksversagen z{\"a}hlen zu den typischen Merkmalen eine Vielzahl an angeborenen Fehlbildungen, wie beispielsweise Radialstrahlanomalien, Minderwuchs oder Pigmentierungsst{\"o}rungen. Zudem besteht f{\"u}r FA-Patienten ein {\"u}berdurchschnittlich hohes Risiko bereits in jungen Jahren an akuter myeloischer Leuk{\"a}mie oder soliden Tumoren zu erkranken. Bislang konnten in 21 FA-Genen (FANCA, -B, -C, - D1, -D2, -E, -F, -G, -I, -J, -L, -M, -N, -O, -P, -Q, -R, -S, -T, -U oder -V) krankheitsverursachende Mutationen identifiziert werden, deren Proteinprodukte maßgeblich an der Aufrechterhaltung der Genomstabilit{\"a}t beteiligt sind und Komponenten des FA/BRCA-DNA-Reparaturweges darstellen. In der klassischen FA-Mutationsanalyse kommen meist Sanger-Sequenzierungen sowie MLPA- und Immunblot-Analysen zum Einsatz. Da im Wesentlichen keine Genotyp-Ph{\"a}notyp-Korrelation besteht, gestaltet sich, gerade bei seltenen FA-Komplementationsgruppen, der Nachweis von krankheitsverursachenden Mutationen oftmals sehr zeit- und kostenintensiv. W{\"a}hrend der letzten Jahre wurden verschiedene Strategien zur Anreicherung und Sequenzierung entwickelt, welche die parallele Sequenzanalyse einzelner ausgew{\"a}hlter Gene, ganzer Exome oder sogar des gesamten Genoms und somit eine kosten- und zeiteffiziente Mutationsanalyse erm{\"o}glichen. In der vorliegenden Arbeit wurden unterschiedliche Anreicherungsmethoden mit anschließender Hochdurchsatzsequenzierung auf ihre Anwendbarkeit in der molekulargenetischen FA-Diagnostik getestet, um klassische Mutationsanalyse-Methoden zu erg{\"a}nzen oder m{\"o}glicherweise sogar ganz ersetzen zu k{\"o}nnen. Der erste Teil der Arbeit befasste sich mit der Etablierung eines FA-spezifischen Genpanels zur Genotypisierung von FA-Patienten. Nachdem die Methode zun{\"a}chst anhand von FA-Patienten mit bekannten Mutationen optimiert werden musste, erwies sie sich als effizienter Ansatz zum Nachweis krankheitsverursachender Mutationen bei FA-Patienten unbekannter Komplementationsgruppe. Durch die FA-Panelanalyse konnten 37 von 47 unklassifizierten Patienten einer FA-Komplementationsgruppe zugeordnet werden, indem deren kausalen Mutationen bestimmt wurden. In einem weiteren Ansatz sollte die Anwendbarkeit eines kommerziellen Anreicherungspanels zur FA-Diagnostik untersucht werden. Auch hier konnte ein Großteil der krankheitsverursachenden Mutationen von f{\"u}nf bekannten wie auch 13 nicht zugeordneten FA-Patienten detektiert und somit eine molekulargenetische Diagnose bei neun weiteren, zuvor unklassifizierten FA-Patienten, gestellt werden. Ferner wurden sechs ausgew{\"a}hlte Patienten, zus{\"a}tzlich zur Panelanreicherung, per Exomanalyse untersucht. Zum einen konnten Mutationen in bekannten FA-Genen best{\"a}tigt oder neu identifiziert werden. Zum anderen wurden auch potentiell pathogene Mutationen in DNA-Reparaturgenen außerhalb des FA/BRCA-Signalweges bei zwei Patienten mit unbest{\"a}tigter Verdachtsdiagnose FA verifiziert. So wurde bei mehreren Mitgliedern einer Familie mit unterschiedlichen Tumorerkrankungen eine zuvor unbeschriebene homozygote Nonsense-Mutation in der BER-Glykosylase NTHL1 nachgewiesen, f{\"u}r welche bislang erst zwei pathogene Mutationen als Ausl{\"o}ser eines neuen Krebssyndroms bekannt sind. Bei einem weiteren Patienten wurden compound-heterozygote Mutationen in RPA1 detektiert, ein Gen f{\"u}r das bislang noch kein Krankheitsbild bekannt ist. Mit Hilfe der drei verschiedenen Anreicherungsstrategien konnten insgesamt 47 von 60 unklassifizierten FA-Patienten 13 verschiedenen Komplementationsgruppen eindeutig zugeordnet werden. Es zeigte sich dabei ein breites Spektrum an neuen, bislang unbeschriebenen FA-Mutationen. Den gr{\"o}ßten Anteil an der Gesamtzahl der nachgewiesenen Mutationen hatten Spleißmutationen, die auf eine Auswirkung auf das kanonische Spleißmuster untersucht wurden, um einen pathogenen Effekt nachweisen zu k{\"o}nnen. Weiterhin schloss die Arbeit die Charakterisierung einzelner FA-Patienten bzw. Komplementationsgruppen mit ein. Dazu z{\"a}hlen die seltenen Untergruppen FA-T und FA-Q, f{\"u}r die jeweils ein neuer Patient identifiziert werden konnte. Durch die funktionelle Charakterisierung der dritten jemals beschriebenen FA-Q-Patientin konnten Einblicke in das Zusammenspiel der Reparatur von DNA-Quervernetzungen und der Nukleotidexzisionsreparatur gewonnen und die ph{\"a}notypische Variabilit{\"a}t von FA durch die subjektive als auch zellul{\"a}re UV-Sensitivit{\"a}t der Patientin erg{\"a}nzt werden. Dar{\"u}ber hinaus konnte das Mutationsspektrum in FA-I sowie FA-D2 erweitert werden. Eine genauere Untersuchung der Pseudogenregionen von FANCD2 erm{\"o}glichte dabei die gezielte Mutationsanalyse des Gens. Insgesamt konnten die Ergebnisse dieser Arbeit dazu beitragen, das Mutationsspektrum in FA zu erweitern und durch die Identifizierung und Charakterisierung einzelner Patienten neue Einblicke in verschiedene Komponenten des FA/BRCA-Signalweges zu erhalten. Es zeigte sich, dass neue DNA-Sequenzierungsstrategien in der FA-Diagnostik eingesetzt werden k{\"o}nnen, um eine effiziente Mutationsanalyse zu gew{\"a}hrleisten und klassische Methoden in Teilbereichen zu ersetzen.}, subject = {Fanconi-An{\"a}mie}, language = {de} } @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} }