TY - THES A1 - Gärtner, Kathleen T1 - Abschätzung der Genauigkeit der foamyviralen Genomreplikation T1 - Accuracy estimation of foamy virus genome copying N2 - Foamyviren (FVs) sind die genetisch stabilsten Viren der Retrovirus-Familie. Dies steht im Gegensatz zur Fehlerrate, die für die rekombinante FV Reverse Transkriptase (RT) gefunden wurde. Um die Genauigkeit der FV Genomreplikation in vivo zu ermitteln, analysierten wir das Auftreten von Mutationen nach FV-Vektortransfer in einer einzigen Replikationsrunde. Die Sequenzanalyse von mehr als 90000 Nukleotiden ergab 39 Mutationen. Dies entspricht einer Fehlerrate von ungefähr 4 x 10-4 pro Base und Replikationszyklus, wobei alle Mutationen Transitionen von G zu A waren. Eine schwache Expression von APOBEC-Enzymen in den vektorproduzierenden Zellen konnte als wahrscheinlichste Ursache für diesen Typ an Mutationen nachgewiesen werden. Das akzessorische FV Bet Protein wirkt APOBEC entgegen. Kotransfektion von Zellen mit einem bet-Expressionsplasmid resultierte in einer signifikanten Reduktion an Mutationen bei über 170000 zusätzlich sequenzierten Basen. Zwei Mutationen konnten nicht der APOBEC-Aktivität zugeschrieben werden, deshalb postulieren wir eine idealisierte FV-Mutationsrate von angenähert 7,5 x 10-6 pro Base und Replikationszyklus. Im Gegensatz zu in vitro-Analysen wurde nur eine einzige Deletion und keine Insertion bei mehr als 260000 sequenzierten Basen identifiziert. Die Analyse der Rekombinationsrate von FV-Vektorgenomen ergab mehr als ein zusätzliches Template-Switching-Ereignis pro reverser Transkription. Wir konnten auch zeigen, dass ein bestimmtes FV-Partikel in der Lage zum Crosstransfer eines heterologen FV-Genoms ist, jedoch mit einer reduzierten Effizienz als bei Verwendung des homologen Vektors. Zusammenfassend zeigen unsere Ergebnisse einerseits, dass das Kopieren des FV-Genoms mit höherer Genauigkeit geschieht als bisher angenommen, auf der anderen Seite ist Rekombination bei FV-Genomen wahrscheinlich. N2 - Foamy viruses (FVs) are the genetically most stable viruses of the retrovirus family. This contrasts to the error rate found for recombinant FV reverse transcriptase (RT). To investigate the accuracy of FV genome copying in vivo we analyzed the occurrence of mutations after a single round of FV vector transfer. Sequence analysis of more than 90,000 nts revealed 39 mutations. This corresponds to an error rate of approx. 4 x 10-4 per site and replication cycle. All mutations were transitions from G to A. A residual expression of APOBEC enzymes in vector producer cells was found to be likely responsible for this type of mutation. The accessory FV Bet protein is implicated to counteract APOBEC. Cotransfection of cells with a bet expression plasmid resulted in a significant drop of mutations among over 170,000 additional sequenced bases. Since two mutations were not correlated to APOBEC activity, we postulate an idealized FV mutation rate of close to 7.5 x 10-6 per site and replication cycle. In contrast to in vitro studies only one deletion and no insertion was identified among the more than 260,000 sequenced bases. Analysis of the recombination frequency of FV vector genomes revealed more than one additional template-switching event per reverse transcription. We also show that a given FV particle is able to cross-transfer a heterologous FV genome, although at reduced efficiency than the homologous vector. Taken together, our results indicate that FV genome copying is of higher accuracy than thought previously. On the other hand recombination among FV genomes appears to be likely. KW - Retroviren KW - Spumaviren KW - Reverse Transkriptase KW - Mutationsrate KW - Template Switching KW - Retroviruses KW - Spumaviruses KW - reverse transcriptase KW - mutationrate KW - template switching Y1 - 2008 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-29252 ER - TY - THES A1 - Krüger, Miriam T1 - Schätzungen der männlichen und weiblichen Mutationsraten bei Duchennescher Muskeldystrophie T1 - Estimation of the male and female mutation rate in Duchenne muscular dystrophy N2 - Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Bestimmung des Verhältnisses der männlichen und weiblichen Mutationsraten bei der Duchenneschen Muskeldystrophie (DMD), wobei jeweils zwischen Deletionen und Punktmutationen unterschieden wird. Bei der Duchenneschen Muskeldystrophie handelt es sich um eine X-chromosomal rezessiv vererbte Krankheit. Es existiert derzeit keine kausale Therapie, die Patienten versterben meist im 2. Lebensjahrzehnt. Heterozygote Frauen, die in der Regel phänotypisch gesund sind, kommen als Überträgerinnen der Krankheit in Frage. Bislang gibt es keine absolut verlässlichen direkte Heterozygotentests, es können nicht alle Überträgerinnen identifiziert werden. Stattdessen wird bei einer genetischen Beratung das Risiko einer Frau, Überträgerin zu sein, berechnet. Hierbei werden zunächst mit Hilfe des Familienstammbaums sowie weiteren Phänotypinformationen wie dem Creatinkinase-Wert (CK), Informationen erfasst. Für die Berechnung sind dann die Neumutationsrate für DMD im Allgemeinen sowie das Verhältnis der männlichen (Ny) und weiblichen (My) Mutationsraten Grundlage (k = Ny / My). Die möglichst genaue Kenntnis des genannten Quotienten k ist daher wesentlich für die Ermittlung des Heterozygotenrisikos, um eine kompetente genetische Beratung dieser Frauen zu ermöglichen. Es galt ursprünglich die Annahme Ny = My und somit k =1. Aufgrund der durchgeführten Berechnungen konnte gezeigt werden, dass die Mutationsraten in weiblichen Keimzellen (My) und in männlichen Keimzellen (Ny) nicht, wie anfänglich angenommen, gleich groß sind. Es ist also My ungleich Ny, und somit k ungleich 1. Insbesondere muss hierbei zwischen Deletionen und Punktmutationen unterschieden werden. Es lässt sich sagen, dass für Deletionen My > Ny gilt, während für Punktmutationen My < Ny gilt (k = 3,04 also Ny ca 3 My). Die Ergebnisse zeigen, dass ca. 60% der Punktmutationen in der Spermatogenese entstehen, während fast die Gesamtheit der Deletionen in der Oogenese entsteht. Diese Erkenntnis hat für die humangenetische Beratung einer möglichen Konduktorin für die Duchennesche Muskeldystrophie eine große Bedeutung. Aufgrund unserer Berechnungen können wir davon ausgehen, dass bei Deletionen näherungsweise 50% der Fälle tatsächliche Neumutationen sind, während es sich in 50% der Fälle bei den Müttern um Konduktorinnen handelt. Damit ist die die Zahl der tatsächlichen Neumutationen deutlich höher als durch theoretische Überlegungen früher angenommen (33%), während die Zahl der Konduktorinnen deutlich niedriger ist als angenommen (66%). Für eine Mutter, die ein Kind mit Duchennescher Muskeldystrophie geboren hat, bei dem eine Deletion vorliegt, gilt nun, dass das Risiko, erneut ein krankes Kind zu gebären, signifikant niedriger ist als das geschätzte Risiko unter der Annahme gleicher Mutationsraten in Oogenese und Spermatogenese. Für Punktmutationen können wir davon ausgehen, dass etwa 20% der Fälle tatsächliche Neumutationen sind, während es sich in 80% der Fälle bei den Müttern um Konduktorinnen handelt. Damit ist die die Zahl der tatsächlichen Neumutationen deutlich niedriger, während die Zahl der Konduktorinnen deutlich höher ist als angenommen. Für eine Mutter, die ein Kind mit Duchennescher Muskeldystrophie geboren hat, bei dem eine Punktmutation vorliegt, gilt nun, dass das Risiko, erneut ein krankes Kind zu gebären, deutlich höher ist als zunächst angenommen. N2 - The study shows the results of the estimation of the male and female mutation rates in Duchenne muscular dystrophy, where deletions and point mutations are seen separately. Duchenne muscular dystrophy is a X linked recessive, genetically lethal disorder. There is no causal therapy, most of the patients die before the age of 20. Heterozygote women, who do not show any symptoms are carriers and transmit the disease to their sons. There are no reliable tests for heterozygote women, not all carriers can be identified. Instead you do a calculation of the women’s risk being a carrier in a genetic consultation. Collecting information is done among other with the help of a family tree and the creatin kinase (CK). For the calculation you need the general mutation rate for DMD and the proportion of the male (Ny) and female (My) mutation rate (k = Ny / My). So it is important to know the quotient k exactly to do a correct calculation and to give a competent consultation to these women. Earlier it was assumed that Ny = My and so k =1. With the help of our calculations we could show that the female mutation rate (My) and the male mutation rate (Ny) are not equal. So it is My unequal í and k unequal 1. Besides we have to distinguish deletions and point mutations. It is seen for deletions that My > Ny whereas for point mutations My < Ny (k = 3,04 so í ca 3 Ny). The results show that about 60% of the point mutations arise in spermatogenesis whereas almost all deletions arise in oogenesis. This is of great importance for a genetic consultation of a possible carrier. We could show that in deletions about 50% of all the cases are new mutations whereas in the other 50% the mother is a carrier. So the number of real new mutations is significantly higher an earlier assumed in theory (33%) and the number of carriers significantly lower (66%). For a mother who has born a child with Duchenne muscular dystrophy having a deletion is therefore the risk of having another child suffering from the disease significantly lower than the estimated risk under the assumption of equal mutation rates in oogenesis and spermatogenesis. For point mutations we could show that about 20% of the cases are new mutations whereas in about 80% the mother is a carrier. So the number of real new mutations is significantly lower than assumed, whereas the number of carriers is significantly higher. For a mother who has born a child with Duchenne muscular dystrophy having a point mutation is therefore the risk of having another child suffering from the disease significantly higher than the estimated risk under the assumption of equal mutation rates in oogenesis and spermatogenesis. KW - Duchennesche Muskeldystrophie KW - Mutationsraten KW - Duchenne muscular dystrophy KW - mutationrate Y1 - 2005 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-15833 ER -