TY - THES
A1 - Lekszas, Caroline
T1 - Erweiterung des genetischen Mutationsspektrums verschiedener Krankheitsbilder und Identifizierung neuer krankheitsrelevanter Gene im Menschen mittels Whole Exome Sequenzierung
T1 - Expansion of the genetic mutation spectrum of different pathologies and identification of new disease-relevant genes in humans by means of Whole Exome Sequencing
N2 - Trotz der rasanten Entwicklung molekulargenetischer Analysemethoden sind die Auslöser vieler Erbrankheiten bislang ungeklärt. Eine Identifikation der genetischen Ursache einer Erkrankung ist jedoch essenziell, um zusätzliche invasive Tests vermeiden, adäquate Therapiemaßnahmen in die Wege leiten, akkurate Prognosen stellen und eine entsprechende genetische Beratung anbieten zu können. Next Generation Sequencing (NGS)-basierte Techniken wie die Whole Exome Sequenzierung (WES) haben die humangenetische Forschung und Diagnostik in den letzten Jahren revolutioniert. Die WES ermöglicht die Sequenzierung der Exons aller proteincodierenden Gene von mehreren Individuen gleichzeitig und stellt ein hilfreiches Werkzeug bei der Suche nach neuen kranheitsrelevanten Genen im Menschen dar.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Aufklärung genetischer Ursachen verschiedenster Erkrankungen in konsanguinen Familien aus dem nahen und mittleren Osten mittels WES. Insgesamt wurden 43 Patienten mit unterschiedlichen Krankheitsbildern untersucht, darunter viele mit Skelettdysplasien oder Neuropathien. In 22 Fällen (51%) konnte die entsprechende krankheitsverursachende Mutation ausfindig gemacht werden. In 21% der aufgeklärten Fälle wurden Sequenzvarianten detektiert, die in der Literatur bereits als pathogen beschrieben wurden, während 63% bisher noch unbekannte Mutationen in bereits als krankheitsrelevant beschriebenen Genen darstellten. Zudem konnten im Rahmen dieser Arbeit drei neue, für den Menschen krankheitsrelevante Gene identifiziert werden, solute carrier family 10 member 7 (SLC10A7), T-box 4 (TBX4) und MIA SH3 domain ER export factor 3 (MIA3). SLC10A7 codiert für einen Transporter aus der Familie der solute carrier, der in der Plasmamembran verankert ist. In dieser Arbeit geleistete Analyseergebnisse konnten zu der Erstbeschreibung von homozygoten pathogenen SLC10A7-Mutationen als Ursache für eine Skelettdysplasie mit Amelogenesis imperfecta beitragen. Bei TBX4 handelt es sich um einen hochkonservierten Transkriptionsfaktor, der während der embryonalen Entwicklung an der Ausbildung der unteren Extremitäten beteiligt ist. Homozygote pathogene TBX4-Mutationen wurden im Kontext dieser Arbeit erstmalig mit einer posterioren Amelie mit Becken- und Lungenhypoplasie in Verbindung gebracht. MIA3 ist ein Transmembranprotein des endoplasmatischen Retikulums, das eine essenzielle Rolle bei der Proteinsekretion spielt. Die hier vorgestellten Patienten mit homozygoten pathogenen MIA3-Mutationen zeigen eine komplexe syndromale Erkrankung, die sich hauptsächlich in einer Kollagenopathie, Diabetes mellitus und milder mentaler Retardierung manifestiert und ein neues Krankheitsbild darstellt.
Die im Rahmen dieser Arbeit erzielten Ergebnisse erweitern somit zum einen das Mutationsspektrum verschiedener bekannter Krankheitsbilder und offenbaren zum anderen neue krankheitsrelevante Gene im Menschen.
N2 - Despite the rapid development of molecular genetic analysis methods, the causes of many hereditary diseases are still unknown. However, it is essential to identify the genetic cause of a disease in order to avoid additional invasive tests, to initiate adequate therapeutic measures, to be able to provdide accurate prognoses, and to offer appropriate genetic counselling. Over the past years, Next Generation Sequencing (NGS)-based technologies such as Whole Exome Sequencing (WES) have revolutionized research and diagnostics in human genetics. WES enables sequencing of the exons of all protein-coding genes from several individuals simultaneously and is a powerful tool in identifying new disease-relevant genes in humans.
The present work deals with the elucidation of genetic disease causes in consanguineous families from the Near and Middle East by means of WES. A total of 43 patients with various clinical phenotypes were examined, including many with skeletal dysplasias or neuropathies. In 22 cases (51%), the genetic cause of the disease could be found. In 21% of the solved cases, sequence variants were detected that were already described as pathogenic in the literature, while 63% showed previously unknown mutations in genes already described as disease-relevant in humans. In addition, three new disease-relevant genes could be identified within the scope of this work: solute carrier family 10 member 7 (SLC10A7), T-box 4 (TBX4) and MIA SH3 domain ER export factor 3 (MIA3). SLC10A7 encodes a transporter from the family of solute carriers, which is anchored in the plasma membrane. The analysis results performed in this study could contribute to the first description of homozygous pathogenic SLC10A7 mutations as the cause of a novel skeletal dysplasia with amelogenesis imperfecta. TBX4 is a highly conserved transcription factor that is involved in the formation of the lower extremities during embryonic development. Homozygous pathogenic TBX4 mutations were associated for the first time with posterior amelia with pelvic and pulmonary hypoplasia in the context of this study. MIA3 is a transmembrane protein of the endoplasmic reticulum that plays an essential role in the secretory pathway. The patients presented here with homozygous pathogenic MIA3 mutations show a complex syndromal disease manifesting mainly in a collagenopathy, diabetes mellitus, and mild mental retardation, representing a novel clinical picture.
The results obtained within the scope of this work expand on the one hand the range of mutations of various known diseases and on the other hand reveal novel disease-relevant genes in humans.
KW - Verwandtenehe
KW - Exomsequenzierung
KW - Konsanguinität
KW - autosomal rezessiver Erbgang
Y1 - 2020
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-208807
ER -
TY - THES
A1 - Reichenbach, Juliane Renate
T1 - Paternal age effects on sperm DNA methylation and its impact on the next generation
T1 - Der väterliche Alterseffekt auf das Spermienmethylom und seine Auswirkungen auf die nächste Generation
N2 - The effect of late parenthood on the offspring´s physical and mental health status has recently become an increasingly important topic of discussion. Studies on neurodevelopmental disorders in children of older parents (Naserbakht et al., 2011) outline the negative consequences of aging fathers as unpredictable compared to the better-understood unfavorable maternal influences (Cedars et al. 2015). This may be due to the fact that lifelong production of male gametes becomes more susceptible to error, not only for somatic mutations. Non-genomic mechanisms such as epigenetic methylation also alter DNA dynamically throughout life (Jones et al., 2015) and influence the aging human sperm DNA (Jenkins et al., 2014). These methylation changes may be transmitted to the next generation via epigenetic inheritance mechanisms (Milekic et al., 2015), which may negatively impact the sensitive epigenetic regulation of cell differentiation in the embryonic period (Curley et al., 2011; Spiers et al., 2015). Accordingly, Nardone et al. (2014) reported several hypomethylated regions in autistic patients, illustrating potential epigenetic influences on the multifactorial pathogenesis of neuropsychiatric disorders. In the present study, the methylation status of five gene regions in the sperm DNA of males of different ages was analyzed by two techniques - pyrosequencing and deep bisulfite sequencing. Two gene regions, FOXK1 and DMPK, showed a highly significant age-related methylation loss and FOXK1 a reduced methylation variation at the level of single alleles. In addition, the examined gene region of FOXK1 showed significant methylation changes in the fetal cord blood DNA of the respective offspring of the sperm donor. This fact suggests a transfer of age-related methylation loss to the next generation. Interestingly, a methylation analysis at the level of single alleles showed that the methylation loss was inherited exclusively by the father. FOXK1 is a transcription factor that plays an important role in the epigenetic regulation of the cell cycle during embryonic neuronal development (Huang et al., 2004; Wijchers et al., 2006). For this reason, the methylation status of FOXK1 in the blood of autistic patients and an age- and sex-matched control group was investigated. While both groups showed age-associated FOXK1 methylation loss, a faster dynamics of methylation change was observed in the autistic group. Although further studies are needed to uncover inheritance mechanisms of epigenetic information, the present results show an evident influence of age-related methylation changes on offspring. When advising future fathers, it is important to consider how the paternal epigenome is altered by aging and can have a negative impact on the developing embryo.
N2 - Die Auswirkungen einer späten Elternschaft auf die körperliche und geistige Gesundheit der Nachkommen wurde in letzter Zeit zunehmend diskutiert. Studien zu neurologischen Entwicklungsstörungen bei Kindern älterer Eltern (Naserbakht et al. 2011) skizzieren insbesondere die negativen Folgen alternder Väter (Cedars et al. 2015). Dies ist möglicherweise darauf zurückzuführen, dass die lebenslange Produktion männlicher Gameten im Laufe des Lebens nicht nur für somatische Mutationen fehleranfälliger wird. Auch nicht-genomische Mechanismen wie die epigenetische Methylierung verändert die DNA im Laufe des Lebens dynamisch (Jones et al. 2015) und beeinflussen die alternde menschliche Spermien-DNA (Jenkins et al. 2014). Möglicherweise werden diese Methylierungsveränderungen über epigenetische Vererbungsmechanismen an die nächste Generation übertragen (Milekic et al. 2015), was sich negativ auf die empfindliche epigenetische Regulation der Zelldifferenzierung in der Embryonalperiode auswirken kann (Curley et al. 2011; Spiers et al. 2015). Mögliche epigenetische Einflüsse auf die multifaktorielle Pathogenese neuropsychiatrischer Erkrankungen veranschaulichend, zeigten Nardone et al. (2014) mehrere hypomethylierte Regionen bei autistischen Patienten auf. In der vorliegenden Arbeit wurde der Methylierungsstatus von fünf Genregionen in der Spermien-DNA von Männern unterschiedlichen Alters durch zwei Techniken analysiert – das Pyrosequencing und das Deep Bisulfite Sequencing. Zwei Genregionen, FOXK1 und DMPK, zeigten einen hochgradig signifikanten altersbedingten Methylierungsverlust und FOXK1 auf der Ebene einzelner Allele eine verringerte Methylierungsvariation. Darüber hinaus zeigte die untersuchte Genregion von FOXK1 signifikante Methylierungsveränderungen in der Nabelschnurblut-DNA der jeweiligen Nachkommen der Samenspender. Diese Tatsache spricht für eine Übertragung des altersbedingten Methylierungsverlustes auf die nächste Generation.
Anhand einer Methylierungsanalyse auf der Ebene einzelner Allele konnte interessanterweise gezeigt werden, dass der Methylierungsverlust ausschließlich durch den Vater vererbt wurde. FOXK1 ist ein Transkriptionsfaktor, der eine wichtige Rolle bei der epigenetischen Regulation des Zellzyklus während der embryonalen neuronalen Entwicklung spielt (Huang et al. 2004; Wijchers et al. 2006). Aus diesem Grund wurde der Methylierungsstatus von FOXK1 im Blut autistischer Patienten und einer alters- und geschlechtsentsprechenden Kontrollgruppe untersucht. Während beide Gruppen einen altersassoziierten FOXK1-Methylierungverlust zeigten, wurde in der autistischen Gruppe eine schnellere Dynamik der Methylierungsänderung beobachtet. Obwohl weitere Studien erforderlich sind, um Vererbungsmechanismen epigenetischer Information aufzudecken, zeigen die vorliegenden Ergebnisse einen offensichtlichen Einfluss altersbedingter Methylierungsveränderungen auf die Nachkommen. Bei der Beratung zukünftiger Väter ist es wichtig zu berücksichtigen, wie das väterliche Epigenom durch das Altern verändert wird und negative Auswirkungen auf den sich entwickelnden Embryo haben kann.
KW - Epigenetik
KW - Vater
KW - Spermium
KW - Autismus
KW - Methylierung
KW - paternal age
KW - epigenetics
KW - sperm
KW - methylation
KW - reproduction
KW - autism
KW - Väterliches Alter
KW - Epigenetik
KW - Spermien
KW - Methylierung
Y1 - 2020
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-199805
ER -
TY - JOUR
A1 - Blättner, Sebastian
A1 - Das, Sudip
A1 - Paprotka, Kerstin
A1 - Eilers, Ursula
A1 - Krischke, Markus
A1 - Kretschmer, Dorothee
A1 - Remmele, Christian W.
A1 - Dittrich, Marcus
A1 - Müller, Tobias
A1 - Schuelein-Voelk, Christina
A1 - Hertlein, Tobias
A1 - Mueller, Martin J.
A1 - Huettel, Bruno
A1 - Reinhardt, Richard
A1 - Ohlsen, Knut
A1 - Rudel, Thomas
A1 - Fraunholz, Martin J.
T1 - Staphylococcus aureus Exploits a Non-ribosomal Cyclic Dipeptide to Modulate Survival within Epithelial Cells and Phagocytes
JF - PLoS Pathogens
N2 - Community-acquired (CA) Staphylococcus aureus cause various diseases even in healthy individuals. Enhanced virulence of CA-strains is partly attributed to increased production of toxins such as phenol-soluble modulins (PSM). The pathogen is internalized efficiently by mammalian host cells and intracellular S. aureus has recently been shown to contribute to disease. Upon internalization, cytotoxic S. aureus strains can disrupt phagosomal membranes and kill host cells in a PSM-dependent manner. However, PSM are not sufficient for these processes. Here we screened for factors required for intracellular S. aureus virulence. We infected escape reporter host cells with strains from an established transposon mutant library and detected phagosomal escape rates using automated microscopy. We thereby, among other factors, identified a non-ribosomal peptide synthetase (NRPS) to be required for efficient phagosomal escape and intracellular survival of S. aureus as well as induction of host cell death. By genetic complementation as well as supplementation with the synthetic NRPS product, the cyclic dipeptide phevalin, wild-type phenotypes were restored. We further demonstrate that the NRPS is contributing to virulence in a mouse pneumonia model. Together, our data illustrate a hitherto unrecognized function of the S. aureus NRPS and its dipeptide product during S. aureus infection.
KW - cell death
KW - cytotoxicity
KW - Staphylococcus aureus
KW - host cells
KW - neutrophils
KW - macrophages
KW - transposable elements
KW - epithelial cells
Y1 - 2016
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-180380
VL - 12
IS - 9
ER -
TY - JOUR
A1 - Hansmann, T.
A1 - Heinzmann, J.
A1 - Wrenzycki, C.
A1 - Zechner, U.
A1 - Niemann, H.
A1 - Haaf, T.
T1 - Characterization of Differentially Methylated Regions in 3 Bovine Imprinted Genes: A Model for Studying Human Germ-Cell and Embryo Development
JF - Cytogenetic and Genome Research
N2 - Correct imprinting is crucial for normal fetal and placental development in mammals. Experimental evidence in animal models and epidemiological studies in humans suggest that assisted reproductive technologies (ARTs) can interfere with imprinted gene regulation in gametogenesis and early embryogenesis. Bos taurus is an agriculturally important species in which ARTs are commonly employed. Because this species exhibits a similar preimplantation development and gestation length as humans, it is increasingly being used as a model for human germ-cell and embryo development. However, in contrast to humans and mice, there is relatively little information on bovine imprinted genes. Here, we characterized the bovine intergenic IGF2-H19 imprinting control region (ICR) spanning approximately 3 kb. We identified a 300-bp differentially methylated region (DMR) approximately 6 kb upstream of the H19 promoter, containing a CpG island with CTCF-binding site and high sequence similarity with the human intergenic ICR. Additional differentially methylated CpG islands lie –6 kb to –3 kb upstream of the promoter, however these are less conserved. Both classical bisulfite sequencing and bisulfite pyrosequencing demonstrated complete methylation of the IGF2-H19 ICR in sperm, complete demethylation in parthenogenetic embryos having only the female genome, and differential methylation in placental and somatic tissues. In addition, we established pyrosequencing assays for the previously reported bovine SNRPN and PEG3 DMRs. The observed methylation patterns were consistent with genomic imprinting in all analyzed tissues/cell types. The identified IGF2-H19 ICR and the developed quantitative methylation assays may prove useful for further studies on the relationship between ARTs and imprinting defects in the bovine model.
KW - bovine
KW - differentially methylated region
KW - IGF2-H19
KW - imprinting control region
Y1 - 2010
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-199051
SN - 1424-8581
SN - 1424-859X
N1 - This publication is with permission of the rights owner freely accessible due to an Alliance licence and a national licence (funded by the DFG, German Research Foundation) respectively.
VL - 132
IS - 4
ER -
TY - JOUR
A1 - Schmid, Michael
A1 - Steinlein, Claus
A1 - Winking, Heinz
T1 - Multicolor Spectral Analyses of Mitotic and Meiotic Mouse Chromosomes Involved in Multiple Robertsonian Translocations. I. The CD/Cremona Hybrid Strain
JF - Cytogenetic and Genome Research
N2 - Multicolor spectral analysis (spectral karyotyping) was applied to mitotic and male diakinetic chromosomes of hybrid mice carrying a unique system of 18 autosomal Robertsonian translocation chromosomes with alternating arm homologies. Only the autosomes 19 and the XY sex chromosomes are excluded from these Robertsonian translocations. The translocations, previously identified by conventional banding analyses, could be verified by spectral karyotyping. Besides the Robertsonian translocations, no other interchromosomal rearrangements were detected. In diakineses of male meiosis, the 18 metacentric Robertsonian translocation chromosomes form a very large meiotic ‘superring'. The predictable, specific order of the chromosomes along this ‘superring' was completely confirmed by multicolor spectral analysis. In the majority of diakineses analyzed, the free autosomal bivalent 19 and the XY sex bivalent form a conspicuous complex which tightly associates with the 12;14 Robertsonian translocation chromosome in the ‘superring'.
KW - meiotic ‘superring’
KW - mouse
KW - Robertsonian translocation chromosomes
KW - spectral karyotyping
Y1 - 2016
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-199013
SN - 1424-8581
SN - 1424-859X
N1 - This publication is with permission of the rights owner freely accessible due to an Alliance licence and a national licence (funded by the DFG, German Research Foundation) respectively.
VL - 147
IS - 4
ER -
TY - JOUR
A1 - Schmid, Michael
A1 - Steinlein, Claus
T1 - Chromosome Banding in Amphibia. XXXIII. Demonstration of 5-Methylcytosine-Rich Heterochromatin in Anura
JF - Cytogenetic and Genome Research
N2 - An experimental approach using monoclonal anti-5-methylcytosine (5-MeC) antibodies and indirect immunofluorescence was elaborated for detecting 5-MeC-rich chromosome regions in anuran chromosomes. This technique was applied to mitotic metaphases of 6 neotropical frog species belonging to 6 genera and 4 families. The hypermethylation patterns were compared with a variety of banding patterns obtained by conventional banding techniques. The hypermethylated DNA sequences are species-specific and located exclusively in constitutive heterochromatin. They are found in centromeric, pericentromeric, telomeric, and interstitial positions of the chromosomes and adjacent to nucleolus organizer regions. 5-MeC-rich DNA sequences can be embedded both in AT- and GC-rich repetitive DNA. The experimental parameters that have major influence on the reproducibility and quality of the anti-5-MeC antibody labeling are discussed.
KW - Anura
KW - heterochromatin
KW - hypermethylated DNA
KW - immunofluorescence
KW - 5-Methylcytosine
Y1 - 2016
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-199022
SN - 1424-8581
SN - 1424-859X
N1 - This publication is with permission of the rights owner freely accessible due to an Alliance licence and a national licence (funded by the DFG, German Research Foundation) respectively.
VL - 148
IS - 1
ER -
TY - JOUR
A1 - Schneider, Eberhard
A1 - El Hajj, Nady
A1 - Müller, Fabian
A1 - Navarro, Bianca
A1 - Haaf, Thomas
T1 - Epigenetic Dysregulation in the Prefrontal Cortex of Suicide Completers
JF - Cytogenetic and Genome Research
N2 - The epigenome is thought to mediate between genes and the environment, particularly in response to adverse life experiences. Similar to other psychiatric diseases, the suicide liability of an individual appears to be influenced by many genetic factors of small effect size as well as by environmental stressors. To identify epigenetic marks associated with suicide, which is considered the endpoint of complex gene-environment interactions, we compared the cortex DNA methylation patterns of 6 suicide completers versus 6 non-psychiatric sudden-death controls, using Illumina 450K methylation arrays. Consistent with a multifactorial disease model, we found DNA methylation changes in a large number of genes, but no changes with large effects reaching genome-wide significance. Global methylation of all analyzed CpG sites was significantly (0.25 percentage point) lower in suicide than in control brains, whereas the vast majority (97%) of the top 1,000 differentially methylated regions (DMRs) were higher methylated (0.6 percentage point) in suicide brains. Annotation analysis of the top 1,000 DMRs revealed an enrichment of differentially methylated promoters in functional categories associated with transcription and expression in the brain. In addition, we performed a comprehensive literature research to identify suicide genes that have been replicated in independent genetic association, brain methylation and/or expression studies. Although, in general, there was no significant overlap between different published data sets or between our top 1,000 DMRs and published data sets, our methylation screen strengthens a number of candidate genes (APLP2, BDNF, HTR1A, NUAK1, PHACTR3, MSMP, SLC6A4, SYN2, and SYNE2) and supports a role for epigenetics in the pathophysiology of suicide.
KW - Cortex
KW - DNA methylation
KW - Suicidal behavior
KW - Transcription regulation
Y1 - 2015
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-199032
SN - 1424-8581
SN - 1424-859X
VL - 146
IS - 1
ER -
TY - JOUR
A1 - Schmid, Michael
A1 - Steinlein, Claus
A1 - Haaf, Thomas
A1 - Mijares-Urrutia, Abraham
T1 - Nascent ZW Sex Chromosomes in Thecadactylus rapicauda (Reptilia, Squamata, Phyllodactylidae)
JF - Cytogenetic and Genome Research
N2 - The chromosomes of the turnip-tailed gecko Thecadactylus rapicauda from the Falcón State in northern Venezuela were examined by means of conventional staining, a variety of banding techniques and in situ hybridization with an 18S + 28S rDNA probe. In female specimens, C-banding analyses detected a cryptic W sex chromosome-associated interstitial heterochromatic segment which is absent in the Z sex chromosome. These ZW sex chromosomes are considered to be in a nascent stage of morphological differentiation and are absent in T. rapicauda collected in Guatemala. The amount, location and fluorochrome affinities of constitutive heterochromatin, the position of the nucleolus organizer region, and the genome sizes of female and male individuals were determined. The previously published cytogenetic data on T. rapicauda are discussed.
KW - ZW sex chromosomes
KW - Gecko
Y1 - 2014
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-199041
SN - 1424-8581
SN - 1424-859X
N1 - This publication is with permission of the rights owner freely accessible due to an Alliance licence and a national licence (funded by the DFG, German Research Foundation) respectively.
VL - 143
IS - 4
ER -
TY - JOUR
A1 - Lamatsch, D. K.
A1 - Trifonov, V.
A1 - Schories, S.
A1 - Epplen, J. T.
A1 - Schmid, M.
A1 - Schartl, M.
T1 - Isolation of a Cancer-Associated Microchromosome in the Sperm-Dependent Parthenogen Poecilia formosa
JF - Cytogenetic and Genome Research
N2 - In the asexual all-female fish species Poecilia formosa, the Amazon molly, supernumerary chromosomes have frequently been found in both laboratory-reared and wild-caught individuals. While wild-caught individuals with B chromosomes are phenotypically indifferent from conspecifics, individuals carrying B chromosomes from recent introgression events in the laboratory show phenotypic changes. Former analyses showed that the expression of a pigment cell locus is associated with the presence of these B chromosomes. In addition, they contain a so far unidentified locus that confers a higher susceptibility to tumor formation in the presence of pigmentation pattern. Isolation by microdissection and hybridization to metaphase chromosomes revealed that they contain one or several sequences with similarity to a highly repetitive pericentromeric and subtelomeric sequence in A chromosomes. Isolation of one particular sequence by AFLP showed that the B chromosomes contain at least 1 copy of an A-chromosomal region which is highly conserved in the whole genus Poecilia, i.e. more than 5 million years old. We propose it to be a single copy sequence.
KW - paternal introgression
KW - AFLP
KW - asexual reproduction
KW - B chromosomes
KW - gynogenesis
KW - microdissection
KW - telomeres
Y1 - 2011
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-196785
SN - 1424-8581
SN - 1424-859X
N1 - This publication is with permission of the rights owner freely accessible due to an Alliance licence and a national licence (funded by the DFG, German Research Foundation) respectively.
VL - 135
IS - 2
ER -
TY - JOUR
A1 - Schneider, Eberhard
A1 - El Hajj, Nady
A1 - Haaf, Thomas
T1 - Epigenetic Information from Ancient DNA Provides New Insights into Human Evolution
BT - Commentary on Gokhman D et al. (2014): Reconstructing the DNA
Methylation Maps of the Neanderthal and the Denisovan. Science 344:523–527
JF - Brain, Behavior and Evolution
N2 - No abstract available.
KW - human evolution
KW - Neanderthal
Y1 - 2014
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-196800
SN - 0006-8977
SN - 1421-9743
N1 - This publication is with permission of the rights owner freely accessible due to an Alliance licence and a national licence (funded by the DFG, German Research Foundation) respectively.
VL - 84
IS - 3
ER -
TY - JOUR
A1 - Camacho, J.P.M.
A1 - Schmid, M.
A1 - Cabrero, J.
T1 - B Chromosomes and Sex in Animals
JF - Sexual Development
N2 - Supernumerary (B) chromosomes are dispensable elements found in many eukaryote genomes in addition to standard (A) chromosomes. In many respects, B chromosomes resemble sex chromosomes, so that a common ancestry for them has frequently been suggested. For instance, B chromosomes in grasshoppers, and other insects, show a pycnotic cycle of condensation-decondensation during meiosis remarkably similar to that of the X chromosome. In some cases, B chromosome size is even very similar to that of the X chromosome. These resemblances have led to suggest the X as the B ancestor in many cases. In addition, sex chromosome origin from B chromosomes has also been suggested. In this article, we review the existing evidence for both evolutionary pathways, as well as sex differences for B frequency at adult and embryo progeny levels, B chromosome effects or B chromosome transmission. In addition, we review cases found in the literature showing sex-ratio distortion associated with B chromosome presence, the most extreme case being the paternal sex ratio (PSR) chromosomes in some Hymenoptera. We finally analyse the possibility of B chromosome regularisation within the host genome and, as a consequence of it, whether B chromosomes can become regular members of the host genome.
KW - A chromosomes
KW - B chromosomes
KW - sex ratio
KW - X chromosome
Y1 - 2011
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-196321
SN - 1661-5425
SN - 1661-5433
N1 - This publication is with permission of the rights owner freely accessible due to an Alliance licence and a national licence (funded by the DFG, German Research Foundation) respectively.
VL - 5
IS - 3
ER -
TY - JOUR
A1 - Poot, Martin
A1 - Haaf, Thomas
T1 - Mechanisms of Origin, Phenotypic Effects and Diagnostic Implications of Complex Chromosome Rearrangements
JF - Molecular Syndromology
N2 - Complex chromosome rearrangements (CCRs) are currently defined as structural genome variations that involve more than 2 chromosome breaks and result in exchanges of chromosomal segments. They are thought to be extremely rare, but their detection rate is rising because of improvements in molecular cytogenetic technology. Their population frequency is also underestimated, since many CCRs may not elicit a phenotypic effect. CCRs may be the result of fork stalling and template switching, microhomology-mediated break-induced repair, breakage-fusion-bridge cycles, or chromothripsis. Patients with chromosomal instability syndromes show elevated rates of CCRs due to impaired DNA double-strand break responses during meiosis. Therefore, the putative functions of the proteins encoded by ATM, BLM, WRN, ATR, MRE11, NBS1, and RAD51 in preventing CCRs are discussed. CCRs may exert a pathogenic effect by either (1) gene dosage-dependent mechanisms, e.g. haploinsufficiency, (2) mechanisms based on disruption of the genomic architecture, such that genes, parts of genes or regulatory elements are truncated, fused or relocated and thus their interactions disturbed - these mechanisms will predominantly affect gene expression - or (3) mixed mutation mechanisms in which a CCR on one chromosome is combined with a different type of mutation on the other chromosome. Such inferred mechanisms of pathogenicity need corroboration by mRNA sequencing. Also, future studies with in vitro models, such as inducible pluripotent stem cells from patients with CCRs, and transgenic model organisms should substantiate current inferences regarding putative pathogenic effects of CCRs. The ramifications of the growing body of information on CCRs for clinical and experimental genetics and future treatment modalities are briefly illustrated with 2 cases, one of which suggests KDM4C(JMJD2C) as a novel candidate gene for mental retardation.
KW - triplosufficiency
KW - complex chromosome rearrangements
KW - DNA double-strand break
KW - haploinsufficiency
KW - mixed mutation mechanisms
KW - structural genome variations
Y1 - 2015
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-196524
SN - 1661-8769
SN - 1661-8777
N1 - This publication is with permission of the rights owner freely accessible due to an Alliance licence and a national licence (funded by the DFG, German Research Foundation) respectively.
VL - 6
IS - 3
ER -
TY - JOUR
A1 - Heinrich, T.
A1 - Nanda, I.
A1 - Rehn, M.
A1 - Zollner, U.
A1 - Frieauff, E.
A1 - Wirbelauer, J.
A1 - Grimm, T.
A1 - Schmid, M.
T1 - Live-Born Trisomy 22: Patient Report and Review
JF - Molecular Syndromology
N2 - Trisomy 22 is a common trisomy in spontaneous abortions. In contrast, live-born trisomy 22 is rarely seen due to severe organ malformations associated with this condition. Here, we report on a male infant with complete, non-mosaic trisomy 22 born at 35 + 5 weeks via caesarean section. Peripheral blood lymphocytes and fibroblasts showed an additional chromosome 22 in all metaphases analyzed (47,XY,+22). In addition, array CGH confirmed complete trisomy 22. The patient’s clinical features included dolichocephalus, hypertelorism, flattened nasal bridge, dysplastic ears with preauricular sinuses and tags, medial cleft palate, anal atresia, and coronary hypospadias with scrotum bipartitum. Essential treatment was implemented in close coordination with the parents. The child died 29 days after birth due to respiratory insufficiency and deterioration of renal function. Our patient’s history complements other reports illustrating that children with complete trisomy 22 may survive until birth and beyond.
KW - chromosomal abnormality
KW - live-born
KW - non-mosaic
KW - trisomy 22
Y1 - 2013
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-196535
SN - 1661-8769
SN - 1661-8777
N1 - This publication is with permission of the rights owner freely accessible due to an Alliance licence and a national licence (funded by the DFG, German Research Foundation) respectively.
VL - 3
IS - 6
ER -
TY - JOUR
A1 - Almanzar, Giovanni
A1 - Klein, Matthias
A1 - Schmalzing, Marc
A1 - Hilligardt, Deborah
A1 - El Hajj, Nady
A1 - Kneitz, Hermann
A1 - Wild, Vanessa
A1 - Rosenwald, Andreas
A1 - Benoit, Sandrine
A1 - Hamm, Henning
A1 - Tony, Hans-Peter
A1 - Haaf, Thomas
A1 - Goebeler, Matthias
A1 - Prelog, Martina
T1 - Disease Manifestation and Inflammatory Activity as Modulators of Th17/Treg Balance and RORC/FoxP3 Methylation in Systemic Sclerosis
JF - International Archives of Allergy and Immunology
N2 - Background: There is much evidence that T cells are strongly involved in the pathogenesis of localized and systemic forms of scleroderma (SSc). A dysbalance between FoxP3+ regulatory CD4+ T cells (Tregs) and inflammatory T-helper (Th) 17 cells has been suggested. Methods: The study aimed (1) to investigate the phenotypical and functional characteristics of Th17 and Tregs in SSc patients depending on disease manifestation (limited vs. diffuse cutaneous SSc, dcSSc) and activity, and (2) the transcriptional level and methylation status of Th17- and Treg-specific transcription factors. Results: There was a concurrent accumulation of circulating peripheral IL-17-producing CCR6+ Th cells and FoxP3+ Tregs in patients with dcSSc. At the transcriptional level, Th17- and Treg-associated transcription factors were elevated in SSc. A strong association with high circulating Th17 and Tregs was seen with early, active, and severe disease presentation. However, a diminished suppressive function on autologous lymphocytes was found in SSc-derived Tregs. Significant relative hypermethylation was seen at the gene level for RORC1 and RORC2 in SSc, particularly in patients with high inflammatory activity. Conclusions: Besides the high transcriptional activity of T cells, attributed to Treg or Th17 phenotype, in active SSc disease, Tregs may be insufficient to produce high amounts of IL-10 or to control proliferative activity of effector T cells in SSc. Our results suggest a high plasticity of Tregs strongly associated with the Th17 phenotype. Future directions may focus on enhancing Treg functions and stabilization of the Treg phenotype.
KW - methylation
KW - systemic sclerosis
KW - suppression
KW - Tregs
KW - Th17
Y1 - 2016
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-196577
SN - 1018-2438
SN - 1423-0097
N1 - This publication is with permission of the rights owner freely accessible due to an Alliance licence and a national licence (funded by the DFG, German Research Foundation) respectively.
VL - 171
IS - 2
ER -
TY - JOUR
A1 - Schmid, Michael
A1 - Steinlein, Claus
T1 - Chromosome Banding in Amphibia. XXXIV. Intrachromosomal Telomeric DNA Sequences in Anura
JF - Cytogenetic and Genome Research
N2 - The mitotic chromosomes of 4 anuran species were examined by various classical banding techniques and by fluorescence in situ hybridization using a (TTAGGG)\(_n\) repeat. Large intrachromosomal telomeric sequences (ITSs) were demonstrated in differing numbers and chromosome locations. A detailed comparison of the present results with numerous published and unpublished data allowed a consistent classification of the various categories of large ITSs present in the genomes of anurans and other vertebrates. The classification takes into consideration the total numbers of large ITSs in the karyotypes, their chromosomal locations and their specific distribution patterns. A new category of large ITSs was recognized to exist in anuran species. It consists of large clusters of ITSs located in euchromatic chromosome segments, which is in clear contrast to the large ITSs in heterochromatic chromosome regions known in vertebrates. The origin of the different categories of large ITSs in heterochromatic and euchromatic chromosome regions, their mode of distribution in the karyotypes and evolutionary fixation in the genomes, as well as their cytological detection are discussed.
KW - heterochromatin
KW - intrachromosomal telomeric sequences
KW - Anura
KW - euchromatin
KW - evolutionary fixation
Y1 - 2016
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-196693
SN - 1424-8581
SN - 1424-859X
N1 - This publication is with permission of the rights owner freely accessible due to an Alliance licence and a national licence (funded by the DFG, German Research Foundation) respectively.
VL - 148
IS - 2-3
ER -
TY - JOUR
A1 - Schmid, Michael
A1 - Steinlein, Claus
A1 - Lomb, Christian
A1 - Sperling, Karl
A1 - Neitzel, Heidemarie
T1 - 5-Methylcytosine-Rich Heterochromatin in the Indian Muntjac
JF - Cytogenetic and Genome Research
N2 - Two 5-methylcytosine (5-MeC)-rich heterochromatic regions were demonstrated in metaphase chromosomes of the Indian muntjac by indirect immunofluorescence using a monoclonal anti-5-MeC antibody. The metaphases were obtained from diploid and triploid cell lines. A major region is located in the ‘neck' of the 3;X fusion chromosome and can be detected after denaturation of the chromosomal DNA with UV-light irradiation for 1 h. It is located exactly at the border of the X chromosome and the translocated autosome 3. A minor region is found in the centromeric region of the free autosome 3 after denaturing the chromosomal DNA for 3 h or longer. The structure and possible function of the major hypermethylated region as barrier against spreading of the X-inactivation process into the autosome 3 is discussed.
KW - heterochromatin
KW - immunofluorescence
KW - Indian muntjac
KW - 5-Methylcytosine
Y1 - 2016
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-196701
SN - 1424-8581
SN - 1424-859X
N1 - This publication is with permission of the rights owner freely accessible due to an Alliance licence and a national licence (funded by the DFG, German Research Foundation) respectively.
VL - 147
IS - 4
ER -
TY - JOUR
A1 - Schmid, Michael
A1 - Steinlein, Claus
A1 - Yano, Cassia F.
A1 - Cioffi, Marcelo B.
T1 - Hypermethylated Chromosome Regions in Nine Fish Species with Heteromorphic Sex Chromosomes
JF - Cytogenetic and Genome Research
N2 - Sites and amounts of 5-methylcytosine (5-MeC)-rich chromosome regions were detected in the karyotypes of 9 Brazilian species of Characiformes fishes by indirect immunofluorescence using a monoclonal anti-5-MeC antibody. These species, belonging to the genera Leporinus, Triportheus and Hoplias, are characterized by highly differentiated and heteromorphic ZW and XY sex chromosomes. In all species, the hypermethylated regions are confined to constitutive heterochromatin. The number and chromosome locations of hypermethylated heterochromatic regions in the karyotypes are constant and species-specific. Generally, heterochromatic regions that are darkly stained by the C-banding technique are distinctly hypermethylated, but several of the brightly fluorescing hypermethylated regions merely exhibit moderate or faint C-banding. The ZW and XY sex chromosomes of all 9 analyzed species also show species-specific heterochromatin hypermethylation patterns. The analysis of 5-MeC-rich chromosome regions contributes valuable data for comparative cytogenetics of closely related species and highlights the dynamic process of differentiation operating in the repetitive DNA fraction of sex chromosomes.
KW - heterochromatin
KW - heteromorphic sex chromosomes
KW - hypermethylation
KW - immunofluorescence
KW - 5-Methylcytosine
KW - fish
Y1 - 2016
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-196710
SN - 1424-8581
SN - 1424-859X
N1 - This publication is with permission of the rights owner freely accessible due to an Alliance licence and a national licence (funded by the DFG, German Research Foundation) respectively.
VL - 147
IS - 2-3
ER -
TY - JOUR
A1 - Schmid, Michael
A1 - Steinlein, Claus
T1 - Chromosome Banding in Amphibia. XXXII. The Genus Xenopus (Anura, Pipidae)
JF - Cytogenetic and Genome Research
N2 - Mitotic chromosomes of 16 species of the frog genus Xenopus were prepared from kidney and lung cell cultures. In the chromosomes of 7 species, high-resolution replication banding patterns could be induced by treating the cultures with 5-bromodeoxyuridine (BrdU) and deoxythymidine (dT) in succession, and in 6 of these species the BrdU/dT-banded chromosomes could be arranged into karyotypes. In the 3 species of the clade with 2n = 20 and 4n = 40 chromosomes (X. tropicalis, X. epitropicalis, X. new tetraploid 1), as well as in the 3 species with 4n = 36 chromosomes (X. laevis, X. borealis, X. muelleri), the BrdU/dT-banded karyotypes show a high degree of homoeology, though differences were detected between these groups. Translocations, inversions, insertions or sex-specific replication bands were not observed. Minor replication asynchronies found between chromosomes probably involve heterochromatic regions. BrdU/dT replication banding of Xenopus chromosomes provides the landmarks necessary for the exact physical mapping of genes and repetitive sequences. FISH with an X. laevis 5S rDNA probe detected multiple hybridization sites at or near the long-arm telomeric regions in most chromosomes of X. laevis and X. borealis, whereas in X. muelleri, the 5S rDNA sequences are located exclusively at the long-arm telomeres of a single chromosome pair. Staining with the AT base pair-specific fluorochrome quinacrine mustard revealed brightly fluorescing heterochromatic regions in the majority of X. borealis chromosomes which are absent in other Xenopus species.
KW - X. laevis-type karyotype
KW - X. tropicalis-type karyotype
KW - BrdU/dT replication banding
KW - chromosome staining
KW - FISH
KW - polyploidy
KW - Xenopus
Y1 - 2015
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-196727
SN - 1424-8581
SN - 1424-859X
N1 - This publication is with permission of the rights owner freely accessible due to an Alliance licence and a national licence (funded by the DFG, German Research Foundation) respectively.
VL - 145
IS - 3-4
ER -
TY - JOUR
A1 - Schmid, Michael
A1 - Evans, Ben J.
A1 - Bogart, James P.
T1 - Polyploidy in Amphibia
JF - Cytogenetic and Genome Research
N2 - This review summarizes the current status of the known extant genuine polyploid anuran and urodelan species, as well as spontaneously originated and/or experimentally produced amphibian polyploids. The mechanisms by which polyploids can originate, the meiotic pairing configurations, the diploidization processes operating in polyploid genomes, the phenomenon of hybridogenesis, and the relationship between polyploidization and sex chromosome evolution are discussed. The polyploid systems in some important amphibian taxa are described in more detail.
KW - allopolyploidy
KW - Anura
KW - autopolyploidy
KW - diploidization
KW - hybridogenesis
KW - polyploidization
KW - sex chromosome evolution
KW - Urodela
Y1 - 2015
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-196730
SN - 1424-8581
SN - 1424-859X
N1 - This publication is with permission of the rights owner freely accessible due to an Alliance licence and a national licence (funded by the DFG, German Research Foundation) respectively.
VL - 145
IS - 3-4
ER -
TY - JOUR
A1 - Matsuda, Yoichi
A1 - Uno, Yoshinobu
A1 - Kondo, Mariko
A1 - Gilchrist, Michael J.
A1 - Zorn, Aaron M.
A1 - Rokhsar, Daniel S.
A1 - Schmid, Michael
A1 - Taira, Masanori
T1 - A New Nomenclature of Xenopus laevis Chromosomes Based on the Phylogenetic Relationship to Silurana/Xenopus tropicalis
JF - Cytogenetic and Genome Research
N2 - Xenopus laevis (XLA) is an allotetraploid species which appears to have undergone whole-genome duplication after the interspecific hybridization of 2 diploid species closely related to Silurana/Xenopus tropicalis (XTR). Previous cDNA fluorescence in situ hybridization (FISH) experiments have identified 9 sets of homoeologous chromosomes in X. laevis, in which 8 sets correspond to chromosomes 1-8 of X. tropicalis (XTR1-XTR8), and the last set corresponds to a fusion of XTR9 and XTR10. In addition, recent X. laevis genome sequencing and BAC-FISH experiments support this physiological relationship and show no gross chromosome translocation in the X. laevis karyotype. Therefore, for the benefit of both comparative cytogenetics and genome research, we here propose a new chromosome nomenclature for X. laevis based on the phylogenetic relationship and chromosome length, i.e. XLA1L, XLA1S, XLA2L, XLA2S, and so on, in which the numbering of XLA chromosomes corresponds to that in X. tropicalis and the postfixes ‘L' and ‘S' stand for ‘long' and ‘short' chromosomes in the homoeologous pairs, which can be distinguished cytologically by their relative size. The last chromosome set is named XLA9L and XLA9S, in which XLA9 corresponds to both XTR9 and XTR10, and hence, to emphasize the phylogenetic relationship to X. tropicalis, XLA9_10L and XLA9_10S are also used as synonyms.
KW - BrdU replication banding pattern
KW - homoeologous chromosomes
KW - nomenclature
KW - Xenopus laevis
KW - Xenopus tropicalis
Y1 - 2015
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-196748
SN - 1424-8581
SN - 1424-859X
N1 - This publication is with permission of the rights owner freely accessible due to an Alliance licence and a national licence (funded by the DFG, German Research Foundation) respectively.
VL - 145
IS - 3-4
ER -
TY - JOUR
A1 - Schmid, Michael
A1 - Steinlein, Claus
A1 - Feichtinger, Wolfgang
A1 - Haaf, Thomas
A1 - Mijares-Urrutia, Abraham
A1 - Schargel, Walter E.
A1 - Hedges, S. Blair
T1 - Cytogenetic Studies on Gonatodes (Reptilia, Squamata, Sphaerodactylidae)
JF - Cytogenetic and Genome Research
N2 - 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.
KW - banding analyses
KW - FISH
KW - geckos
KW - karyotype evolution
KW - meiotic chromosomes
KW - mitotic chromosomes
Y1 - 2014
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-196753
SN - 1424-8581
SN - 1424-859X
N1 - This publication is with permission of the rights owner freely accessible due to an Alliance licence and a national licence (funded by the DFG, German Research Foundation) respectively.
VL - 144
IS - 1
ER -
TY - JOUR
A1 - Schmid, Michael
A1 - Steinlein, Claus
A1 - Feichtinger, Wolfgang
A1 - Bogart, James P.
T1 - Chromosome Banding in Amphibia. XXXI. The Neotropical Anuran Families Centrolenidae and Allophrynidae
JF - Cytogenetic and Genome Research
N2 - 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.
KW - Allophrynidae
KW - Anura
KW - chromosome evolution
KW - sex chromosomes
KW - Centrolenidae
Y1 - 2014
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-196763
SN - 1424-8581
SN - 1424-859X
N1 - This publication is with permission of the rights owner freely accessible due to an Alliance licence and a national licence (funded by the DFG, German Research Foundation) respectively.
VL - 142
IS - 4
ER -
TY - JOUR
A1 - Focken, T.
A1 - Steinemann, D.
A1 - Skawran, B.
A1 - Hofmann, W.
A1 - Ahrens, P.
A1 - Arnold, N.
A1 - Kroll, P.
A1 - Kreipe, H.
A1 - Schlegelberger, B.
A1 - Gadzicki, D.
T1 - Human BRCA1-associated breast cancer: No increase in numerical chromosomal instability compared to sporadic tumors
JF - Cytogenetic and Genome Research
N2 - 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.
KW - Hereditary breast cancer
KW - BRCA1
KW - Chromosomal instability
KW - CIN
KW - Fluorescence in situ hybridization
Y1 - 2011
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-196770
SN - 1424-8581
SN - 1424-859X
N1 - This publication is with permission of the rights owner freely accessible due to an Alliance licence and a national licence (funded by the DFG, German Research Foundation) respectively.
VL - 135
IS - 2
SP - 84
EP - 92
ER -
TY - THES
A1 - Engel, Jakob
T1 - Untersuchung der Korrelation von Genotyp und Phänotyp bei der Hypophosphatasie
T1 - Investigation of the correlation of genotype and phenotype in hypophosphatasia
N2 - Die Arbeit zeigt, dass die Symptome der HPP sehr variabel und unterschiedlich stark auftreten können. 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 Leistungsfähigkeit im Vergleich zu Gleichaltrigen wurde ebenso häufig angegeben. Es konnte keine eindeutige Phänotyp - Genotyp Korrelation gefunden werden, allerdings geben die Daten einen deutlichen Hinweis, dass Patienten mit zwei Mutationen am stärksten symptomatisch betroffen sind.
Ebenfalls konnten keine Unterschiede zwischen dominant negativen Mutationen und nicht dominant negativen Mutationen gefunden werden.
N2 - The work shows that the symptoms of HPP can be very variable and vary greatly.
Almost all patients reported severe bone, joint, and muscle pain, caries and periodontal disease, as well as increased fractures, some of which produced further chronic pain and recurrent fractures.
Significantly reduced performance compared to peers was also reported frequently. No definite phenotype - genotype correlation could be found, but the data provide a clear indication that patients with two mutations are most symptomatically affected. Also, no differences between dominant negative mutations and non-dominant negative mutations could be found.
KW - Hypophosphatasie
KW - Korrelation
KW - Genotyp
KW - Phänotyp
Y1 - 2019
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-181751
ER -
TY - JOUR
A1 - Maierhofer, Anna
A1 - Flunkert, Julia
A1 - Oshima, Junko
A1 - Martin, George M.
A1 - Poot, Martin
A1 - Nanda, Indrajit
A1 - Dittrich, Marcus
A1 - Müller, Tobias
A1 - Haaf, Thomas
T1 - Epigenetic signatures of Werner syndrome occur early in life and are distinct from normal epigenetic aging processes
JF - Aging Cell
N2 - 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.
KW - (classical and atypical) Werner syndrome
KW - bisulfite pyrosequencing
KW - methylation array
KW - premature aging
KW - segmental progeria
KW - transcription deficiency
Y1 - 2019
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-202733
VL - 18
ER -
TY - JOUR
A1 - El Hajj, Nady
A1 - Dittrich, Marcus
A1 - Böck, Julia
A1 - Kraus, Theo F. J.
A1 - Nanda, Indrajit
A1 - Müller, Tobias
A1 - Seidmann, Larissa
A1 - Tralau, Tim
A1 - Galetzka, Danuta
A1 - Schneider, Eberhard
A1 - Haaf, Thomas
T1 - Epigenetic dysregulation in the developing Down syndrome cortex
JF - Epigenetics
N2 - 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.
KW - trisomy 21
KW - DNA methylation
KW - Down syndrome
KW - fetal brain development
KW - frontal cortex
KW - protocadherin gamma cluster
Y1 - 2016
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-191239
VL - 11
IS - 8
ER -
TY - THES
A1 - Patzina, Tobias
T1 - Genetische Veränderungen am SOX9 Lokus bei Pierre-Robin-Sequenz
T1 - Genetic variations at the SOX9 lokus in patients with Pierre-Robin-Sequence
N2 - Die Pierre-Robin-Sequenz ist eine angeborene kraniofaziale Fehlbildung, bei der häufig eine Triade von Symptomen, bestehend aus mandibulärer Mikrognathie/Retrognathie, Glossoptose und einer Gaumenspalte, beobachtet werden kann. Aufgrund der Heterogenität der PRS und der häufigen Vergesellschaftung mit Syndromen, konnten Ätiologie und Pathogenese der PRS bisher nur unzureichend geklärt werden. Für einen Teil der Patienten mit isolierter PRS konnte eine familiäre Häufung von PRS-Fällen nachgewiesen werden, was auf eine erbliche Komponente als krankheitsauslösenden Faktor hinweist. In diesem Zusammenhang konnten bei Patienten mit isolierter PRS gehäuft genetische Veränderungen mit einer Entfernung von über 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 während der Embryonalentwicklung auslösen und somit ursächlich für die Entstehung von PRS sein können.
Das Ziel dieser Arbeit war es, eine Würzburger Patientenkohorte mit isolierter PRS zu gewinnen und Informationen über die phänotypischen Merkmale der Studienteilnehmer auszuwerten. Im Anschluss sollte die Patienten-DNS mittels molekulargenetischen Analysemethoden auf potenziell krankheitsauslösende genetische Aberrationen am SOX9 Lokus untersucht werden.
Zunächst konnte eine Kohorte mit sieben PRS-Patienten erstellt und Informationen über die phänotypischen 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 durchgeführt. Die Array-CGH ergab zunächst bei einem Patienten zwei große Deletionen im regulativen Umfeld des SOX9 Lokus, welche im Weiteren nicht durch qPCR bestätigt werden konnten. Letztendlich konnten durch die Sanger Sequenzierung 22 Varianten detektiert werden, wovon für drei Einzelnukleotid-Polymorphismen eine prädisponierende Wirkung diskutierbar und für zwei Einzelnukleotid-Varianten eine ursächlich pathogene Wirkung nicht auszuschließen ist.
N2 - The Pierre-Robin-Sequence is a congenital craniofacial disorder mostly described as a triade of symptoms, consisting of mandibular micrognathia, glossoptosis and cleft palate. Due to its heterogenity, the aetiology and pathogenesis of PRS is not recognized in every case of the disease. Nevertheless familial accumulation in isolated PRS cases pointed to a possible genetic source of pathology. In this context, genetic analysis in patients with isolated PRS pointed to genetic variations far upstream (more than 1Mb) of the SOX9 gene on chromosome 17 as possibly disease-inducing. These genetic variations at the SOX9 lokus are supected to cause tissue specific misregulation of SOX9 during embryogenesis and thus can be seen as causal for the development of isolated PRS.
The objective of this study was to form a group of patients with isolated PRS and to gain information about their phenotype. Subsequently, genetic analysis should be used to find potentially disease inducing genetic variations at the SOX9 lokus.
A cohort of 7 patients with isolated PRS was formed and the phenotypes of these patients were registered and evaluated. In addition, array-CGH, real-time quantitative polymerase chain reaction and sanger sequencing was performed for all the participants of this study. Array-CGH resulted in two big deletions within the regulary domain of the SOX9 lokus, which could not be confirmed with qPCR. Eventually, sanger sequencing of three conserved, non coding elements at the SOX9 lokus showed 22 variants, of which three single-nucleotid polymorphisms could potentially prove to have a predisposing effect and two singlenucleotid-variants, for which a pathogenic effect cannot be ruled out.
KW - Robin-Syndrom
KW - Mikroarray
KW - CNV
KW - Sanger Sequenzierung
KW - Sanger sequencing
KW - quantitative Polymerasekettenreaktion
KW - qPCR
KW - Mikroarray
KW - SOX9
Y1 - 2019
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-186893
ER -
TY - JOUR
A1 - Martrat, Griselda
A1 - Maxwell, Christopher A.
A1 - Tominaga, Emiko
A1 - Porta-de-la-Riva, Montserrat
A1 - Bonifaci, Núria
A1 - Gómez-Baldó, Laia
A1 - Bogliolo, Massimo
A1 - Lázaro, Conxi
A1 - Blanco, Ignacio
A1 - Brunet, Joan
A1 - Neveling, Kornelia
A1 - et al,
T1 - Exploring the link between MORF4L1 and risk of breast cancer
JF - Breast Cancer Research
N2 - 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.
KW - breast cancer
Y1 - 2011
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-169119
VL - 13
IS - R40
ER -
TY - THES
A1 - Rost, Isabell
T1 - Gezielte Anreicherungs- und neue DNA-Sequenzierungsstrategien für die molekulare Analyse von Fanconi-Anämie-Genen
T1 - Targeted enrichment and novel DNA sequencing strategies for the molecular analysis of fanconi anemia genes
N2 - Fanconi-Anämie (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 Heterogenität auszeichnet. Neben einem fortschreitenden Knochenmarksversagen zählen zu den typischen Merkmalen eine Vielzahl an angeborenen Fehlbildungen, wie beispielsweise Radialstrahlanomalien, Minderwuchs oder Pigmentierungsstörungen. Zudem besteht für FA-Patienten ein überdurchschnittlich hohes Risiko bereits in jungen Jahren an akuter myeloischer Leukämie 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 Genomstabilität 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-Phänotyp-Korrelation besteht, gestaltet sich, gerade bei seltenen FA-Komplementationsgruppen, der Nachweis von krankheitsverursachenden Mutationen oftmals sehr zeit- und kostenintensiv. Während der letzten Jahre wurden verschiedene Strategien zur Anreicherung und Sequenzierung entwickelt, welche die parallele Sequenzanalyse einzelner ausgewählter Gene, ganzer Exome oder sogar des gesamten Genoms und somit eine kosten- und zeiteffiziente Mutationsanalyse ermöglichen. In der vorliegenden Arbeit wurden unterschiedliche Anreicherungsmethoden mit anschließender Hochdurchsatzsequenzierung auf ihre Anwendbarkeit in der molekulargenetischen FA-Diagnostik getestet, um klassische Mutationsanalyse-Methoden zu ergänzen oder möglicherweise sogar ganz ersetzen zu können.
Der erste Teil der Arbeit befasste sich mit der Etablierung eines FA-spezifischen Genpanels zur Genotypisierung von FA-Patienten. Nachdem die Methode zunächst 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 fünf 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 ausgewählte Patienten, zusätzlich zur Panelanreicherung, per Exomanalyse untersucht. Zum einen konnten Mutationen in bekannten FA-Genen bestätigt oder neu identifiziert werden. Zum anderen wurden auch potentiell pathogene Mutationen in DNA-Reparaturgenen außerhalb des FA/BRCA-Signalweges bei zwei Patienten mit unbestätigter 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, für welche bislang erst zwei pathogene Mutationen als Auslöser eines neuen Krebssyndroms bekannt sind. Bei einem weiteren Patienten wurden compound-heterozygote Mutationen in RPA1 detektiert, ein Gen für 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 größten 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 können.
Weiterhin schloss die Arbeit die Charakterisierung einzelner FA-Patienten bzw. Komplementationsgruppen mit ein. Dazu zählen die seltenen Untergruppen FA-T und FA-Q, für 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 phänotypische Variabilität von FA durch die subjektive als auch zelluläre UV-Sensitivität der Patientin ergänzt werden. Darüber hinaus konnte das Mutationsspektrum in FA-I sowie FA-D2 erweitert werden. Eine genauere Untersuchung der Pseudogenregionen von FANCD2 ermöglichte 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 können, um eine effiziente Mutationsanalyse zu gewährleisten und klassische Methoden in Teilbereichen zu ersetzen.
N2 - Fanconi anemia (FA) is, with the exception of mutations in FANCR/RAD51, an autosomal recessive or X-linked inherited disease that is characterized by a remarkable clinical and genetic heterogeneity. In addition to progressive bone marrow failure, typical features include a multitude of developmental malformations, such as radial ray anomalies, growth retardation or cutaneous pigment displacement. Additionally, FA patients have a higher risk for developing acute myelogenous leukemia or solid tumors early in life. To date, pathogenic mutations have been identified in 21 FA genes (FANCA, -B, -C, - D1, -D2, -E, -F, -G, -I, -J, -L, -M, -N, -O, -P, -Q, -R, -S, -T, -U or -V) whose protein products are responsible for maintaining genomic integrity and constitute components of the FA/BRCA DNA repair pathway. Typical methods for FA mutation analysis comprise Sanger sequencing as well as MLPA and immunoblot analyses. As no definite genotype-phenotype correlation exists, pathogenic mutation detection in rare subgroups is often quite time-consuming and cost-intensive. Within the last few years, distinct strategies for both enrichment and sequencing of a subset of genes, whole exomes or even the whole genome have been developed that facilitate a cost-effective and time-saving mutation analysis. In the present work different target-enrichment strategies followed by high-throughput sequencing were tested for their applicability in molecular genetic diagnostics of FA in order to complement or even replace classic strategies for mutation analysis.
The first part of this work addressed the establishment of an FA-specific gene panel for genotyping FA patients. After optimizing this method by means of FA patients with known mutations, this proved to be an efficient approach for detecting pathogenic mutations in FA patients of unknown complementation groups. Due to FA gene panel analysis, 37 of 47 unclassified FA patients were assigned to a complementation group based on the identification of their causative mutations. In another approach, a commercial enrichment panel was tested for its application in FA diagnostics. Again, most pathogenic mutations of five classified and 13 unclassified FA patients were detected, enabling a molecular diagnosis for nine previously unclassified FA patients. Moreover, six selected patients were studied by exome analysis in addition to panel enrichment. This allowed for mutations in known FA complementation groups to be confirmed or newly identified. Additionally, potentially pathogenic variants in DNA-repair genes outside the FA/BRCA pathway were verified in two patients with an unconfirmed suspected diagnosis of FA. One previously undescribed homozygous nonsense mutation in the BER glycosylase NTHL1 was detected in several members of one family with various tumors. For this gene, only two distinct pathogenic mutations were previously described to cause a novel cancer syndrome. In another patient, compound heterozygous mutations in RPA1 were detected, a gene for which no disease pattern is yet known. By means of the three different enrichment strategies a total of 47 of 60 unclassified FA patients were definitely assigned to 13 diverse complementation groups. In this context, a broad spectrum of previously undescribed mutations was identified. The majority of all verified mutations were splice mutations that were examined for an effect on the canonical splicing pattern in order to verify a pathogenic effect.
Additionally, this work also included the characterization of individual FA patients and complementation groups, respectively. These include the rare subgroups FA-T and FA-Q, for each of which one new patient was identified. Functional characterization of the third ever described FA-Q patient allowed new insights into the interplay of DNA interstrand-crosslink and nucleotide excision repair and broadened the spectrum of phenotypic variability of FA by the subjective and cellular UV sensitivity of this patient. Furthermore, the mutation spectrum in both FA-I and FA-D2 was expanded. Here, a closer investigation of the pseudogene regions of FANCD2 facilitated a precise mutation screening of the gene.
Overall, the results of this work broadened the mutation spectrum of FA and allowed new insights into diverse components of the FA/BRCA pathway by identifying and characterizing individual patients. It became apparent that novel strategies for DNA sequencing can be applied in FA diagnostics to ensure an efficient mutation analysis, as well as to replace some parts of classical approaches.
KW - Fanconi-Anämie
KW - DNS-Reparatur
KW - Sequenzdaten
KW - Genpanel
KW - Next generation sequencing
KW - Mutationsanalyse
Y1 - 2020
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-151096
ER -
TY - THES
A1 - Haertle, Larissa
T1 - Gestationsdiabetes und fetale Programmierung: Epigenetische Untersuchungen mit verschiedenen Next Generation Sequencing Techniken
T1 - Gestational Diabetes Mellitus and fetal programming: Epigenetic investigations with different Next Generation Sequencing Techniques
N2 - Eine intrauterine Gestationsdiabetes (GDM) Exposition induziert in den betroffenen Nachkommen eine lebenslang erhöhte Prädisposition für metabolische und komplexe Erkrankungen. Die Krankheitssuszeptibilität wird dabei durch epigenetische Veränderungen vermittelt, die sich über die Regulation der Genaktivität auch auf das Expressionsniveau und den Phänotypen 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 für 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. Für das zugrundeliegende multivariate Regressionsmodell wurden die potenziellen Störfaktoren Gestationsalter, kindliches Geschlecht und mütterlicher BMI berücksichtigt. Der GDM-Effekt zeigte sich stärker in der insulinbehandelten Subgruppe (I-GDM) als in der diätisch behandelten (D GDM) und scheint insgesamt multifaktoriell bedingt zu sein, da viele Gene betroffen waren, jedoch alle mit einer vergleichsweise niedrigen Effekt-Größe. Zusätzlich konnten für den MEG3 Promotor, MEST und PEG3, drei von vier geprägten 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 für die GDM-induzierte intrauterine Programmierung dar und können zukünftig nützliche Biomarker für Krankheitsdiagnosen und Prognosen sein. Mittels DBS können darüber hinaus Einzelmolekül-Analysen durchgeführt werden, für 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). Für Zweitere wurde ein eigenes, unabhängiges Library-Präparations-Protokoll entwickelt. In Nabelschnurblut, adultem Blut und Viszeralfett wurden für die paternal exprimierte MEST Promotor DMR und die maternal exprimierte MEG3 intergenic (IG) DMR hohe Epimutationsraten für das jeweils unmethylierte Allel detektiert. Die geprägten (methylierten) Allele wiesen dagegen nur niedrige Epimutationsraten auf. Da MEST und MEG3 invers geprägte Gene sind, war die Hypermethylierung des nicht geprägten Allels (HNA) demnach unabhängig von der parentalen Allel-Herkunft. Die HNA scheint außerdem erst nach der Fertilisation aufzutreten, da in Spermien nur sehr wenige Epimutationen gefunden wurden. Für die sekundäre MEG3 Promotor DMR (deren Prägung von der primären MEG3 IG-DMR reguliert wird) wurde ein deutlich schwächerer, wenngleich signifikanter HNA-Effekt im FCB gemessen, für die paternal exprimierte PEG3 Promotor DMR konnte dagegen kein signifikanter Unterschied zwischen den beiden parentalen Epimutationsraten festgestellt werden. Der HNA-Effekt für 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, später jedoch redundant zu werden, was sich in der Anreicherung von stochastischen sowie umweltinduzierten Fehlern auf dem nicht geprägten Allel äußern kann. HNA-suszeptible geprägte Gene ähneln in mancherlei Hinsicht metastabilen Epiallelen. Diese Studie zeigt, dass sowohl stochastische Faktoren als auch Umweltstimuli während der frühen embryonalen Entwicklung u.a. über HNA-Effekte geprägte Gen-Netzwerke programmieren, die in Wachstumsprozesse involviert sind. Um tiefere Einblicke in allelspezifische Prägungsprofile zu erhalten, wären umfangreiche DBS HNA-Längsschnittstudien aller 50-100 human geprägten Gene in unterschiedlichen Gewebetypen und Differenzierungsstadien wünschenswert.
N2 - Intrauterine exposure to gestational diabetes mellitus (GDM) induces lifelong increased predisposition for metabolic and complex diseases in the exposed progeny. The elevated disease susceptibility is transmitted via epigenetic alterations that influence gene expression levels and phenotypes through regulation of gene activity. Genome-wide methylation profiles of fetal cord bloods (FCBs) were investigated in GDM and control pregnancies in order to identify new genes susceptible to fetal programming. After multiple testing correction, we found 65 significantly differentially methylated CpG sites between GDM and control groups (52 of which were gene associated) within the Illumina Infinium HumanMethylation 450K array data. Using pyrosequencing, we successfully confirmed the observed results in four of these candidate loci (ATP5A1, MFAP4, PRKCH, SLC17A4) and one gene from the literature (HIF3A). A multivariate regression model was adjusted for the confounding factors gestational age, fetal sex and maternal BMI. The GDM effect was stronger within the insulin treated subgroup (I-GDM) compared to the dietary subgroup (D GDM), suggesting that GDM is a multifactorial disease evidenced by changes of small effect size in multiple genes. Significant mean methylation differences were detected between the GDM group and controls in three out of four imprinted genes (MEG3 promoter, MEST and PEG3) that were analyzed with Deep Bisulfite Sequencing (DBS). The identified genes represent labile target regions for GDM-induced intrauterine programming and could represent future biomarkers for disease diagnosis and prognosis. Furthermore, DBS enables sequencing at a single allele resolution and the calculation of allele specific epimutation rates by differentiating the parental origin of alleles via an informative SNP within differentially methylated regions (DMRs). Epimutations were characterized as alleles showing > 50 % aberrantly (de)methylated CpG sites. DBS data were generated using two different sequencing platforms (Roche GS Junior and Illumina MiSeq). An independent library preparation protocol was established for Illumina MiSeq sequencing. The paternally expressed MEST promoter DMR and the maternally expressed MEG3 intergenic (IG) DMR showed high epimutation rates for the unmethylated alleles in FCB, as well as adult blood and visceral adipose tissue. On the contrary, only minor epimutation rates were displayed by the imprinted (methylated) alleles. Thus, hypermethylation of the non-imprinted allele (HNA) was independent of parental origin, as MEST and MEG3 are opposingly imprinted genes. Very low epimutation rates in sperm indicate that the HNA effect arises after fertilization. A weak but significant HNA was also found for the secondary MEG3 promoter DMR (which is known to be regulated by the MEG3 IG-DMR). The paternally expressed PEG3 promoter DMR showed no HNA and no difference in parental epimutation rates. The observed HNA effect (for the MEST DMR, the MEG3 IG-DMR and the MEG3 promoter DMR) was neither associated with GDM nor obesity and exhibited a large interindividual variance. Maintenance of differential methylation profiles in imprinting control regions (ICRs) seems to be of great importance during some developmental periods and is therefore strictly controlled in germ cells. Later on, it might become redundant manifested in the accumulation of stochastic as well as environmentally-induced errors on the non-imprinted allele. There is evidence that HNA-susceptible imprinted genes resemble metastable epialleles in many aspects. Therefore, we suggest that stochastic as well as environmental stimuli program imprinted gene networks that are important for growth related processes during early development using HNA. Further longitudinal studies of all 50 – 100 imprinted genes would benefit in a deeper insight in allele-specific imprinting patterns of various human tissues.
KW - Schwangerschaftsdiabetes
KW - Genetisches Imprinting
KW - Epigenetik
KW - Next Generation Sequencing (NGS)
KW - Fetale Programmierung
Y1 - 2018
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-156465
ER -
TY - THES
A1 - Knies, Kerstin
T1 - Neue Fanconi-Anämie-Gene als Wächter des Genoms
T1 - New Fanconi anemia genes as guardians of the genome
N2 - Fanconi Anämie (FA) gehört zu den seltenen Chromsomeninstabilitäts-Syndromen. Ursächlich für die Erkrankung sind biallelische Mutationen mit autosomal rezessiver Vererbung in einem der bisher bekannten 21 Genen (FANCA, -B, -C, -D1, -D2, -E, -F, -G, -I, -J, -L, -M, -N, -O, -P, -Q, -R, -S, -T, -U und –V). Eine Ausnahme stellen FANCB und FANCS dar, die X-chromosomal rezessiv bzw. mit einem dominant negativen Effekt vererbt werden. Die Genprodukte sind als Teil des FA/BRCA-DNA-Reparatur Netzwerks bei der Beseitigung von DNA-Interstrang-Quervernetzungen (ICL) involviert. ICLs führen zu einer Stagnation der Replikationsgabel und blockieren somit wichtige zelluläre Prozesse wie Replikation und Transkription, sodass eine Aufrechterhaltung der Genomstabilität nicht mehr gewährleistet ist.
FA ist gekennzeichnet durch angeborene Fehlbildungen, fortschreitendes Knochenmarkversagen und eine erhöhte Prädisposition gegenüber Krebserkrankungen. Die Diagnose basiert auf phänotypischen Auffälligkeiten und wird auf zellulärer Ebene durch die Hypersensititvät gegenüber DNA-quervernetzenden Substanzen wie Mitomycin C (MMC) bestätigt. Da nicht jeder Patient einer bisher bekannten Komplementationsgruppe zugeordnet werden kann und herkömmliche molekulare Diagnostikverfahren mit der steigenden Anzahl an FA-Genen mühsam, zeitaufwändig und teuer geworden sind, war es nötig, neue molekulare Verfahren wie Whole Exome Sequencing (WES) zu etablieren. Im Rahmen dieser Arbeit wurde das Potential dieser Methode im Bezug auf die FA-Genotypisierung erforscht. Bei der Suche nach einer optimalen Anwendung des WES, untersuchten wir verschiedene Anreicherungs- und Sequenziertechniken. Dennoch führen Fehler in den Datenbanken sowie Pseudogene zu falschen Dateninterpretationen und –darstellungen und stellen somit eine Herausforderung dar. Trotzdem zeigen unserer Daten, dass WES eine wertvolle Methode in der Molekulardiagnostik von FA ist. Dies bestätigte sich durch die Zuordnung mehrerer, vorher unklassifizierter FA-Patienten zu den bekannten Komplementationsgruppen und der Ergänzung eines siebten Patienten zum Subtyp FA-P, im Rahmen von zwei Next Generation Sequencing (NGS) Publikationen.
Außerdem wurden mit Hilfe von WES zwei neue FA-Gene (FANCQ und FANCW) im Rahmen dieser Arbeit gefunden, wobei XPF (FANCQ) das erste Gen überhaupt war, welches anhand von NGS detektiert wurde. ERCC4/XPF ist eine strukturspezifische Endonuklease, die durch ein Gen kodiert wird, welches bereits vorher mit den Krankheiten Xeroderma Pigmentosum (XP) und dem segmentalen XFE progeroid Syndrom in Verbindung gebracht wurde. Unsere Daten zeigen, dass abhängig von der Mutation in XPF, Patienten eine der drei unterschiedlichen Funktionsstörungen aufweisen. Dies hebt die multifunktionale Stellung der XPF Endonuklease im Rahmen der Genomstabilität und von humanen Erkrankungen hervor. Das zweite Gen, das während dieser Arbeit entdeckt wurde, ist die WD40-Domäne tragende E3 Ubiquitin Ligase RFWD3, die kürzlich mit DNA Reparatur und insbesondere HR verknüpft wurde. Wir konnten zeigen, dass eine RFWD3 Mutation in der WD40-Domäne bei einem FA-Patienten mit der genetischen Erkrankung Fanconi Anämie assoziiert ist. Die HR ist in RFWD3 (FANCW) mutierten Zellen gestört, was auf einer verminderten Relokalisation von mutiertem RFWD3 an das Chromatin und einer defekten Interaktion mit RPA beruht. Des Weiteren weisen Rfwd3 defiziente Mäuse typische Merkmale anderer FA-Mausmodelle auf, wie verminderte Fertilität, ovarielle und testikuläre Atrophie sowie eine reduzierte Lebenserwartung.
Insgesamt zeigt diese Arbeit, dass neue molekulare Ansätze wie NGS ein wertvolles Hilfsmittel in der FA-Diagnostik sind um bisher unklassifizierte Patienten einer Komplementationsgruppe zuordnen zu können. Zudem konnten mit Hilfe dieser Technik zwei neue Gene identifiziert werden. Deren Charakterisierung trägt zu einer Vervollständigung und weiteren Aufklärung des FA/BRCA-DNA-Reparatur-Netzwerks bei.
N2 - Fanconi anemia (FA) is a rare genomic instability syndrome. Biallelic mutations are disease causing in any one of at least 21 genes (FANCA, -B, -C, -D1, -D2, -E, -F, -G, -I, -J, -L, -M, -N, -O, -P, -Q, -R, -S, -T, -U and -V). All are inherited in an autosomal recessive way, except FANCB and FANCS, which are inherited in a X-chromosomal recessive and a dominant negative way, respectively. The gene products are involved in the FA/BRCA DNA damage response pathway to remove interstrand-crosslinks (ICL). ICLs cause stalled replication forks and hence block crucial cellular processes like replication and transcription resulting in decreased maintenance of genome stability.
FA is characterized by congenital malformations, progressive bone marrow failure (BMF), and susceptibility to malignancies. Patients are diagnosed based upon phenotypical manifestations and the diagnosis of FA is confirmed by the hypersensitivity of cells to DNA interstrand crosslinking agents such as Mitomycin C (MMC). Since not every patient can be assigned to a complementation group and customary molecular diagnostics has become increasingly cumbersome, time-consuming and expensive the more FA genes have been identified new molecular approaches like Whole Exome Sequencing (WES) has been established. The potential of this method for FA genotyping has been investigated in the context of this thesis. By exploring different enrichment and sequencing techniques, we were able to identify the pathogenic mutations in each case using WES. However, database errors and pseudogenes pose challenges to interpret data correctly. Nevertheless our results show that WES is a valuable tool for molecular diagnosis of FA, since we were able to assign several previously unclassified FA patients to known complementation groups in the framework of two Next Generation Sequencing (NGS) studies.
In addition WES revealed two new FA-genes, XPF and RFWD3. Extraordinarily, XPF (FANCQ) is the first gene to be detected with NGS. ERCC4/XPF is a structure specific nuclease - encoding a gene previously connected to xeroderma pigmentosum (XP) and segmental XFE progeroid syndrome. Depending on the type of ERCC4 mutation individuals present with one of the three clinically distinct disorders highlighting the multifunctional nature of the XPF endonuclease in genome stability and human disease. The second gene identified within this thesis is the WD40-containing E3 ubiquitin ligase RFWD3, which has been recently linked to the repair of DNA damage by Homologous Recombination (HR). Here, we show that an RFWD3 mutation within the WD40 domain of a patient with typical FA malformations is connected to the genetic disease Fanconi anemia (FA). Disordered HR is the result of depleted relocation of mutant RFWD3 to chromatin and defective physical interaction with RPA. In addition, Rfwd3 knockout mice show ovarian and testicular atrophy, a reduced life span and pups with sub-Mendelian birth ratios indicating embryonal-lethality. These features resemble other FA mouse models.
In summary, this work showed that new molecular approaches like WES are valuable tools for FA diagnosis. Additionally, this method is a useful medium to assign FA patients to so far unknown complementation groups. Two novel genes have been identified and contribute to further completion of the FA/BRCA DNA repair network in the context of genome stability.
KW - DNA Reparatur
KW - Fanconi Anämie
KW - Neue Fanconi Anämie Gene
Y1 - 2018
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-150669
ER -
TY - THES
A1 - Maierhofer, Anna
T1 - Altersassoziierte und strahleninduzierte Veränderungen des genomweiten DNA-Methylierungs-Profils
T1 - Age-associated and radiation-induced changes in genome-wide DNA methylation
N2 - Der Prozess des Alterns ist ein komplexer multifaktorieller Vorgang, der durch eine sukzessive Verschlechterung der physiologischen Funktionen charakterisiert ist. Ein hohes Alter ist der Hauptrisikofaktor für die meisten Krankheiten, einschließlich Krebs und Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Das Verständnis der epigenetischen Mechanismen, die in den Prozess des Alterns involviert sind, könnte zur Entwicklung pharmakologischer Interventionen beitragen, die nicht nur die Lebenserwartung erhöhen, sondern auch den Beginn des altersassoziierten funktionellen Abbaus verzögern könnten. Durch die Langzeit-Kultivierung primärer humaner Fibroblasten wurde ein in vitro Modell für das Altern etabliert, das die Identifizierung altersassoziierter DNA-Methylierungs-Veränderungen ermöglichte. Die in vitro Alterung konnte mit einer globalen Hypomethylierung und einer erhöhten DNA-Methylierung der ribosomalen DNA assoziiert werden. Darüber hinaus konnten DNA-Methylierungs-Veränderungen in Genen und Signalwegen, die für das Altern relevant sind, und ein erhöhtes epigenetisches Alter nachgewiesen werden.
Das in vitro Modell für das Altern wurde verwendet, um neben den direkten Effekten ionisierender Strahlung auf die DNA-Methylierung auch deren Langzeit-Effekte zu untersuchen. Die Strahlentherapie ist ein entscheidendes Element der Krebstherapie, hat aber auch negative Auswirkungen und kann unter anderem das Risiko für die Entwicklung eines Zweittumors erhöhen. Bei externer Bestrahlung wird neben dem Tumor auch gesundes Gewebe ionisierender Strahlung ausgesetzt. Daher ist es wichtig zu untersuchen, wie Zellen mit intakten DNA-Reparatur-Mechanismen und funktionierenden Zellzyklus-Checkpoints durch diese beeinflusst werden. In der frühen Phase der DNA-Schadensantwort auf Bestrahlung wurden in normalen Zellen keine wesentlichen DNA-Methylierungs-Veränderungen beobachtet. Mehrere Populations-Verdoppelungen nach Strahlenexposition konnten dagegen eine globale Hypomethylierung, eine erhöhte DNA-Methylierung der ribosomalen DNA und ein erhöhtes epigenetisches Alter detektiert werden. Des Weiteren zeigten Gene und Signalwege, die mit Krebs in Verbindung gebracht wurden, Veränderungen in der DNA-Methylierung. Als Langzeit-Effekte ionisierender Strahlung traten somit die mit der in vitro Alterung assoziierten DNA-Methylierungs-Veränderungen verstärkt auf und ein epigenetisches Muster, das stark an das DNA-Methylierungs-Profil von Tumorzellen erinnert, entstand. Man geht davon aus, dass Veränderungen der DNA-Methylierung eine aktive Rolle in der Entwicklung eines Tumors spielen. Die durch ionisierende Strahlung induzierten DNA-Methylierungs-Veränderungen in normalen Zellen könnten demnach in die Krebsentstehung nach Strahlenexposition involviert sein und zu dem sekundären Krebsrisiko nach Strahlentherapie beitragen. Es ist bekannt, dass Patienten unterschiedlich auf therapeutische Bestrahlung reagieren. Die Ergebnisse dieser Arbeit weisen darauf hin, dass die individuelle Sensitivität gegenüber ionisierender Strahlung auch auf epigenetischer Ebene beobachtet werden kann.
In einem zweiten Projekt wurden Gesamtblutproben von Patienten mit Werner-Syndrom, einer segmental progeroiden Erkrankung, und gesunden Kontrollen analysiert, um mit dem vorzeitigen Altern in Verbindung stehende DNA-Methylierungs-Veränderungen zu identifizieren. Werner-Syndrom konnte nicht mit einer globalen Hypomethylierung, jedoch mit einer erhöhten DNA-Methylierung der ribosomalen DNA und einem erhöhten epigenetischen Alter assoziiert werden. Das vorzeitige Altern geht demzufolge mit spezifischen epigenetischen Veränderungen einher, die eine Beschleunigung der mit dem normalen Altern auftretenden DNA-Methylierungs-Veränderungen darstellen.
Im Rahmen dieser Arbeit konnte die Bedeutung epigenetischer Mechanismen im Prozess des Alterns hervorgehoben werden und gezeigt werden, dass sowohl exogene Faktoren, wie ionisierende Strahlung, als auch endogene Faktoren, wie das in Werner-Syndrom-Patienten mutiert vorliegende WRN-Gen, altersassoziierte DNA-Methylierungs-Veränderungen beeinflussen können.
N2 - Aging is a complex, multifactorial process that is characterized by the successive deterioration of normal physiological functions. Age is the main risk factor for most diseases, including cancer. Understanding the epigenetic mechanisms that are involved in the aging process could contribute to the development of pharmacological interventions not only increasing lifespan but also delaying the onset of age-dependent functional decline. An in vitro model for aging was established by long-term culturing of primary human fibroblasts and used to identify age-associated changes in DNA methylation. In vitro aging could be linked to global hypomethylation, elevated DNA methylation of ribosomal DNA, a higher epigenetic age and alterations in DNA methylation of genes and pathways being relevant for aging.
The in vitro model for aging allowed to analyse the long-term effects of ionizing radiation on DNA methylation in addition to their direct effects. Radiotherapy is an important element of cancer treatment but can also have negative effects and increase the risk of second cancers. Although radiotherapy is targeted to the tumour, it also affects the surrounding healthy tissue. Therefore, it is important to analyse the impacts of ionizing radiation on normal cells with intact DNA repair and cell cycle checkpoints. The early phase of DNA damage response to radiation does not seem to include great changes in DNA methylation in normal cells. In contrast, several population doublings after radiation exposure, global hypomethylation and DNA methylation changes of genes and pathways being linked to tumorigenesis were detected. Furthermore, DNA methylation of ribosomal DNA and the epigenetic age were increased. Thus, as long-term effects of ionizing radiation the age-associated changes in DNA methylation were enhanced and an epigenetic pattern strongly resembling the DNA methylation profile of tumour cells was observed. It is assumed that alterations in DNA methylation are not only side effects of carcinogenesis but rather play an active role during this process. Radiation-induced changes in DNA methylation could thus be involved in tumour development and contribute to the secondary cancer risk after radiotherapy. It is well known that patients react differently to therapeutic radiation. The results of this study suggest that individual radiation sensitivity is also reflected on epigenetic level.
In a second project whole blood samples from patients with Werner syndrome, a segmental progeroid syndrome, and healthy controls were analysed to identify changes in DNA methylation associated with premature aging. Werner syndrome could not be linked to global hypomethylation, but to an increased epigenetic age and elevated methylation levels of ribosomal DNA. Hence, premature aging seems to be accompanied by specific alterations in DNA methylation representing an acceleration of the DNA methylation changes associated with normal aging.
This work outlines the importance of epigenetic mechanisms in the aging process and shows that not only exogenous factors like ionizing radiation but also endogenous factors like Werner syndrome causing mutations in the WRN gene can influence age-associated changes in DNA methylation.
KW - Methylierung
KW - Ionisierende Strahlung
KW - Altern
KW - Progeria adultorum
KW - Epigenetik
KW - Epigenetische Uhr
Y1 - 2018
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-174134
ER -
TY - JOUR
A1 - Rodríguez-Mari, Adriana
A1 - Wilson, Catherine
A1 - Titus, Tom A.
A1 - Canestro, Cristian
A1 - BreMiller, Ruth A.
A1 - Yan, Yi-Lin
A1 - Nanda, Indrajit
A1 - Johnston, Adam
A1 - Kanki, John P.
A1 - Gray, Erin M.
A1 - He, Xinjun
A1 - Spitsbergen, Jan
A1 - Schindler, Detlev
A1 - Postlethwait, John H.
T1 - Roles of brca2 (fancd1) in Oocyte Nuclear Architecture, Gametogenesis, Gonad Tumors, and Genome Stability in Zebrafish
JF - PLoS Genetics
N2 - Functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) is an established optical neuroimaging method for measuring functional hemodynamic responses to infer neural activation. However, the impact of individual anatomy on the sensitivity of fNIRS measuring hemodynamics within cortical gray matter is still unknown. By means of Monte Carlo simulations and structural MRI of 23 healthy subjects (mean age: (25.0 +/- 2.8) years), we characterized the individual distribution of tissue-specific NIR-light absorption underneath 24 prefrontal fNIRS channels. We, thereby, investigated the impact of scalp-cortex distance (SCD), frontal sinus volume as well as sulcal morphology on gray matter volumes (V(gray)) traversed by NIR-light, i.e. anatomy-dependent fNIRS sensitivity. The NIR-light absorption between optodes was distributed describing a rotational ellipsoid with a mean penetration depth of (23.6 +/- 0.7) mm considering the deepest 5% of light. Of the detected photon packages scalp and bone absorbed (96.4 +/- 9: 7)% and V(gray) absorbed (3.1 +/- 1.8)% of the energy. The mean V(gray) volume (1.1 +/- 0.4)cm(3) was negatively correlated (r = - .76) with the SCD and frontal sinus volume (r = - .57) and was reduced by 41.5% in subjects with relatively large compared to small frontal sinus. Head circumference was significantly positively correlated with the mean SCD (r = .46) and the traversed frontal sinus volume (r = .43). Sulcal morphology had no significant impact on V(gray). Our findings suggest to consider individual SCD and frontal sinus volume as anatomical factors impacting fNIRS sensitivity. Head circumference may represent a practical measure to partly control for these sources of error variance.
KW - oocytes
KW - zebrafish
KW - genetic causes of cancer
KW - testes
KW - apoptosis
KW - gonads
KW - sperm
KW - embryos
Y1 - 2011
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-142285
VL - 7
IS - 3
ER -
TY - JOUR
A1 - Weis, Eva
A1 - Schoen, Holger
A1 - Victor, Anja
A1 - Spix, Claudia
A1 - Ludwig, Marco
A1 - Schneider-Raetzke, Brigitte
A1 - Kohlschmidt, Nicolai
A1 - Bartsch, Oliver
A1 - Gerhold-Ay, Aslihan
A1 - Boehm, Nils
A1 - Grus, Franz
A1 - Haaf, Thomas
A1 - Galetzka, Danuta
T1 - Reduced mRNA and Protein Expression of the Genomic Caretaker RAD9A in Primary Fibroblasts of Individuals with Childhood and Independent Second Cancer
JF - PLoS ONE
N2 - Background:
The etiology of secondary cancer in childhood cancer survivors is largely unclear. Exposure of normal somatic cells to radiation and/or chemotherapy can damage DNA and if not all DNA lesions are properly fixed, the mis-repair may lead to pathological consequences. It is plausible to assume that genetic differences, i.e. in the pathways responsible for cell cycle control and DNA repair, play a critical role in the development of secondary cancer.
Methodology/Findings:
To identify factors that may influence the susceptibility for second cancer formation, we recruited 20 individuals who survived a childhood malignancy and then developed a second cancer as well as 20 carefully matched control individuals with childhood malignancy but without a second cancer. By antibody microarrays, we screened primary fibroblasts of matched patients for differences in the amount of representative DNA repair-associated proteins. We found constitutively decreased levels of RAD9A and several other DNA repair proteins in two-cancer patients, compared to one-cancer patients. The RAD9A protein level increased in response to DNA damage, however to a lesser extent in the two-cancer patients. Quantification of mRNA expression by real-time RT PCR revealed lower RAD9A mRNA levels in both untreated and 1 Gy gamma-irradiated cells of two-cancer patients.
Conclusions/Significance:
Collectively, our results support the idea that modulation of RAD9A and other cell cycle arrest and DNA repair proteins contribute to the risk of developing a second malignancy in childhood cancer patients.
KW - DNA methylation
KW - Malignant neoplasms
KW - Genes
KW - Instability
KW - Stability
KW - Susceptibility
KW - Checkpoints
KW - Repair
KW - Damage
Y1 - 2011
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-141838
VL - 6
IS - 10
ER -
TY - JOUR
A1 - Kuhtz, Juliane
A1 - Schneider, Eberhard
A1 - El Hajj, Nady
A1 - Zimmermann, Lena
A1 - Fust, Olga
A1 - Linek, Bartosz
A1 - Seufert, Rudolf
A1 - Hahn, Thomas
A1 - Schorsch, Martin
A1 - Haaf, Thomas
T1 - Epigenetic heterogeneity of developmentally important genes in human sperm: Implications for assisted reproduction outcome
JF - Epigenetics
N2 - The molecular basis of male infertility is poorly understood, the majority of cases remaining unsolved. The association of aberrant sperm DNA methylation patterns and compromised semen parameters suggests that disturbances in male germline epigenetic reprogramming contribute to this problem. So far there are only few data on the epigenetic heterogeneity of sperm within a given sample and how to select the best sperm for successful infertility treatment. Limiting dilution bisulfite sequencing of small pools of sperm from fertile donors did not reveal significant differences in the occurrence of abnormal methylation imprints between sperm with and without morphological abnormalities. Intracytoplasmic morphologically selected sperm injection was not associated with an improved epigenetic quality, compared to standard intracytoplasmatic sperm injection. Deep bisulfite sequencing (DBS) of 2 imprinted and 2 pluripotency genes in sperm from men attending a fertility center showed that in both samples with normozoospermia and oligoasthenoteratozoospermia (OAT) the vast majority of sperm alleles was normally (de)methylated and the percentage of epimutations (allele methylation errors) was generally low (<1%). However, DBS allowed one to identify and quantify these rare epimutations with high accuracy. Sperm samples not leading to a pregnancy, in particular in the OAT group, had significantly more epimutations in the paternally methylated GTL2 gene than samples leading to a live birth. All 13 normozoospermic and 13 OAT samples leading to a child had <1% GTL2 epimutations, whereas one (7%) of 14 normozoospermic and 7 (50%) of 14 OAT samples without pregnancy displayed 1–14% GTL2 epimutations.
KW - ART outcome
KW - deep bisulfite sequencing
KW - epigenetic heterogeneity
KW - GTL2
KW - sperm DNA methylation
KW - IMSI
KW - ICSI
Y1 - 2014
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-150261
VL - 9
IS - 12
ER -
TY - THES
A1 - Mattern, Felix
T1 - Alterungsbedingte Effekte auf DNA-Methylierungsprofile entwicklungsrelevanter Gene in Eizellen und Embryonen am Modellorganismus Bos taurus
T1 - Aging-induced effects on DNA methylation profiles of developmental genes in oocytes and embryos on the model organism Bos taurus
N2 - Die postovulatorische Alterung sowie die ovarielle Alterung konnten bei der Anwendung assistierter Reproduktionstechniken (ARTs) als entscheidende Faktoren identifiziert werden, die den Reproduktionserfolg nachhaltig beeinträchtigen. Die postovulatorische Alterung tritt ein, sobald die reife Eizelle nicht mehr innerhalb ihres physiologischen Zeitfensters befruchtet wird. Die ovarielle Alterung beschreibt hingegen die Abnahme des Follikel-Vorrats mit zunehmendem Alter des weiblichen Individuums bzw. des Ovars. Sowohl die postovulatorische Alterung als auch die ovarielle Alterung führen u.a. zu einer reduzierten Oozytenqualität und einer geringeren Blastozystenrate. Die Zielsetzung dieser Arbeit bestand darin, den Einfluss der postovulatorischen Alterung und der ovariellen Alterung im Holstein-Rind (Bos taurus) auf die DNA-Methylierung entwicklungsrelevanter Gene in Eizellen und Embryonen zu untersuchen. Aus Schlachthof-Ovarien wurden Antralfollikeln unterschiedlicher Größe (<2 mm, 3-5 mm und >6 mm) isoliert. Eizellen aus Follikeln der Größe 3-5 mm wurden für 24h (physiologisch) und 48h (gealtert) in vitro gereift (IVM). Die gereiften Oozyten wurden anschließend in vitro fertilisiert und Embryonen im 4-6 Zellstadium generiert. Sowohl in den unreifen Eizellen aus Antralfollikeln unterschiedlicher Größe als auch in den gereiften Oozyten und den Embryonen wurde die Promotormethylierung der Gene bH19, bSNRPN, bZAR1, bDNMT3A, bOCT4, bDNMT3Lo und bDNMT3Ls analysiert. Zur Untersuchung der ovariellen Alterung wurden mittelgroßen Antralfollikel aus Ovarien lebender Rinder (in vivo) unterschiedlichen Alters (9-12 Monate, 3-7 Jahre und 8-11 Jahre) gewonnen. In den daraus isolierten unreifen Eizellen wurde die DNA-Methylierung der Promotorregionen der Gene bTERF2, bREC8, bBCL-XL, bPISD, bBUB1, bDNMT3Lo, bH19 und bSNRPN bestimmt. Als Methode zur Analyse der Promotormethylierung wurde die Limiting Dilution Bisulfit-Sequenzierung angewendet.
In unreifen Eizellen aus Antralfollikeln unterschiedlicher Größe (<2 mm, 3-5 mm und >6 mm) konnte ein erhöhtes Auftreten abnormal methylierter Allele in den geprägten Genen bH19 und bSNRPN von Eizellen kleiner Follikel (<2 mm) identifiziert werden. Dieses Ergebnis könnte eine mögliche Ursache einer bereits bekannten und mehrfach beschriebenen geringeren Entwicklungskompetenz von Eizellen kleiner Follikel (<2 mm) auf epigenetischer Ebene darstellen.
Die verlängerte Reifungsdauer der IVM-Eizellen hatte eine signifikante Hypermethylierung in der Promotorregion des Gens DNMT3Lo von 48h-gereiften Eizellen zur Folge. Beim Übergang von 48h-gereiften Eizellen zum Embryo konnte eine signifikante Hypomethylierung von CpG7 des stammzellspezifischen Transkripts DNMT3Ls beobachtet werden. Diese CpG-Stelle wies ebenfalls einen signifikanten Anstieg von CpGs mit nicht-eindeutigem Methylierungszustand in unreifen Eizellen mit steigender Follikelgröße auf. Da sich die CpG-Position innerhalb eines Sequenz-Motivs einer Bindungsstelle des Transkriptionsfaktors CREB befindet, könnten die Methylierungsdaten auf eine Interaktion zwischen dem Transkriptionsfaktor CREB und der DNA-Methylierung während der Entwicklung und Reifung der Eizelle sowie der Transition von der Eizelle zum Embryo hindeuten.
Die DNA-Methylierungsprofile der untersuchten Gene in unreifen Eizellen aus Kühen unterschiedlichen Alters (9-12 Monate, 3-7 Jahre und 8-11 Jahre) wiesen keine signifikanten Unterschiede zwischen den Altersgruppen auf. Die ovarielle Alterung bei Rindern zwischen 9 Monaten und 11 Jahren zeigte damit keinen Effekt auf die DNA-Methylierung der untersuchten Promotorregionen der Gene bTERF2, bREC8, bBCL-XL, bPISD, bBUB1, bDNMT3Lo, bH19 und bSNRPN.
Nach einer simulierten postovulatorischen Alterung durch eine in vitro Reifung für 48h konnte eine Veränderung der DNA-Methylierung der Oozyten-spezifischen (DNMT3Lo) und Stammzell-spezifischen (DNMT3Ls) Promotoren des katalytisch inaktiven Cofaktors von DNMT3A, DNMT3L, beobachtet werden. Die veränderte DNA-Methylierung von DNMT3Ls tritt dabei erst im frühen Embryo in Erscheinung und interagiert vermutlich mit dem Transkriptionsfaktor CREB. Die Veränderungen von DNMT3Lo in Eizellen und DNMT3Ls in den daraus generierten Embryonen lässt vermuten, dass es sich hierbei um eine dynamische Anpassung des Embryos auf äußere Umweltbedingungen der Eizelle über die Methylierung der DNA handelt.
N2 - Postovulatory aging and ovarian aging have been identified as key factors in assisted
reproductive techniques (ARTs) and have a lasting effect on reproductive success. Postovulatory
aging occurs if the mature egg is not fertilized within its physiological time window. On the other
hand, ovarian aging describes the decrease in the follicular reserve with increasing age of the
female or the ovary, respectively. Both post-ovulatory aging and ovarian aging result in reduced
oocyte quality and lower blastocyst rate. The aim of this thesis was to explore the effects of
postovulatory aging and ovarian aging in Holstein cattle (Bos taurus) on the DNA methylation of
developmentally important genes in oocytes and embryos. Antral follicles of different sizes (<2 mm,
3-5 mm and> 6 mm) were isolated from slaughterhouse ovaries. Female germ cells from middle-sized
follicles (3-5 mm) were matured for 24h (physiological conditions) and 48h (aged conditions) in
vitro (IVM). The IVM- oocytes were subsequently fertilized in vitro and embryos at the 4-6 cell
stage were generated. Promoter methylation of the genes bH19, bSNRPN, bZAR1, bDNMT3A, bOCT4,
bDNMT3Lo and bDNMT3Ls was analysed in immature oocytes from antral follicles of different sizes as
well as in matured oocytes and the respective embryos. For studying ovarian aging, middle-sized
antral follicles were obtained in vivo from animals of different age groups (9-12 months, 3-7 years
and 8-11 years). In the extracted immature gametes, the DNA methylation of the promoter regions of
bTERF2, bREC8, bBCL-XL, bPISD, bBUB1, bDNMT3Lo, bH19 and bSNRPN was examined. The limiting dilution
bisulfite (pyro)sequencing method was applied to determine the promoter methylation of the
candidate genes at the single allele level.
In immature oocytes from antral follicles of different diameters (<2 mm, 3-5 mm and> 6 mm) an
increased occurrence of abnormally methylated alleles of the imprinted genes bH19 and bSNRPN was
identified in small follicles (<2 mm). This failure to establish imprinting could be a possible
cause of a well-known reduced developmental potential of small follicles (<2 mm) at the epigenetic
level.
The extended maturation time of the IVM-oocytes resulted in a significant hypermethylation in the
promoter region of DNMT3Lo in 48h matured oocytes. After transition from 48h matured oocytes to
embryos, a significant hypomethylation of CpG7 of the stem cell specific transcript DNMT3Ls was
detected. The same CpG site showed a significant increase of CpGs with unclear methylation state in
immature female germ cells with increasing follicular size. This CpG position is located within a
potential binding site of the transcription factor CREB. Thus, the methylation data indicates an
interaction between the transcription factor CREB and the DNA methylation during development and
maturation of oocytes as well as during transition from the oocyte to the embryo.
The DNA methylation profiles of the analysed genes in immature oocytes from cows of different age
(9-12 months, 3-7 years and 8-11 years) showed no significant differences between age groups.
Hence, the ovarian aging in cattle between 9 months and 11 years caused no effect on the DNA
methylation of bTERF2, bREC8, bBCL-XL, bPISD, bBUB1, bDNMT3Lo, bH19 and bSNRPN.
After a simulated postovulatory aging by in vitro maturation for 48h, a change in the DNA
methylation of the oocyte-specific (DNMT3Lo) and stem cell-specific (DNMT3Ls) promoters of the
catalytically inactive DNA-methyltransferase DNMT3L was observed. The altered DNA methylation of
DNMT3Ls occurs in the early embryo and probably interacts with the transcription factor CREB. The
changes of DNMT3Lo in oocytes and DNMT3Ls in the resulting
embryos might represent a dynamic adaptation to external environmental conditions.
KW - Oozyte
KW - Epigenetik
KW - Altern
KW - DNS-Methyltransferase
KW - Ovarielle Alterung
KW - Postovulatorische Alterung
KW - Antralfollikel
KW - Holstein
Y1 - 2016
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-144562
ER -
TY - JOUR
A1 - Blanco, Ignacio
A1 - Kuchenbaecker, Karoline
A1 - Cuadras, Daniel
A1 - Wang, Xianshu
A1 - Barrowdale, Daniel
A1 - Ruiz de Garibay, Gorka
A1 - Librado, Pablo
A1 - Sanchez-Gracia, Alejandro
A1 - Rozas, Julio
A1 - Bonifaci, Núria
A1 - McGuffog, Lesley
A1 - Pankratz, Vernon S.
A1 - Islam, Abul
A1 - Mateo, Francesca
A1 - Berenguer, Antoni
A1 - Petit, Anna
A1 - Català, Isabel
A1 - Brunet, Joan
A1 - Feliubadaló, Lidia
A1 - Tornero, Eva
A1 - Benítez, Javier
A1 - Osorio, Ana
A1 - Ramón y Cajal, Teresa
A1 - Nevanlinna, Heli
A1 - Aittomäki, Kristina
A1 - Arun, Banu K.
A1 - Toland, Amanda E.
A1 - Karlan, Beth Y.
A1 - Walsh, Christine
A1 - Lester, Jenny
A1 - Greene, Mark H.
A1 - Mai, Phuong L.
A1 - Nussbaum, Robert L.
A1 - Andrulis, Irene L.
A1 - Domchek, Susan M.
A1 - Nathanson, Katherine L.
A1 - Rebbeck, Timothy R.
A1 - Barkardottir, Rosa B.
A1 - Jakubowska, Anna
A1 - Lubinski, Jan
A1 - Durda, Katarzyna
A1 - Jaworska-Bieniek, Katarzyna
A1 - Claes, Kathleen
A1 - Van Maerken, Tom
A1 - Díez, Orland
A1 - Hansen, Thomas V.
A1 - Jønson, Lars
A1 - Gerdes, Anne-Marie
A1 - Ejlertsen, Bent
A1 - De la Hoya, Miguel
A1 - Caldés, Trinidad
A1 - Dunning, Alison M.
A1 - Oliver, Clare
A1 - Fineberg, Elena
A1 - Cook, Margaret
A1 - Peock, Susan
A1 - McCann, Emma
A1 - Murray, Alex
A1 - Jacobs, Chris
A1 - Pichert, Gabriella
A1 - Lalloo, Fiona
A1 - Chu, Carol
A1 - Dorkins, Huw
A1 - Paterson, Joan
A1 - Ong, Kai-Ren
A1 - Teixeira, Manuel R.
A1 - Hogervorst, Frans B. L.
A1 - Van der Hout, Annemarie H.
A1 - Seynaeve, Caroline
A1 - Van der Luijt, Rob B.
A1 - Ligtenberg, Marjolijn J. L.
A1 - Devilee, Peter
A1 - Wijnen, Juul T.
A1 - Rookus, Matti A.
A1 - Meijers-Heijboer, Hanne E. J.
A1 - Blok, Marinus J.
A1 - Van den Ouweland, Ans M. W.
A1 - Aalfs, Cora M.
A1 - Rodriguez, Gustavo C.
A1 - Phillips, Kelly-Anne A.
A1 - Piedmonte, Marion
A1 - Nerenstone, Stacy R.
A1 - Bae-Jump, Victoria L.
A1 - O'Malley, David M.
A1 - Schmutzler, Rita K.
A1 - Wappenschmidt, Barbara
A1 - Rhiem, Kerstin
A1 - Engel, Christoph
A1 - Meindl, Alfons
A1 - Ditsch, Nina
A1 - Arnold, Norbert
A1 - Plendl, Hansjoerg J.
A1 - Niederacher, Dieter
A1 - Sutter, Christian
A1 - Wang-Gohrke, Shan
A1 - Steinemann, Doris
A1 - Preisler-Adams, Sabine
A1 - Kast, Karin
A1 - Varon-Mateeva, Raymonda
A1 - Gehrig, Andrea
A1 - Bojesen, Anders
A1 - Pedersen, Inge Sokilde
A1 - Sunde, Lone
A1 - Birk Jensen, Uffe
A1 - Thomassen, Mads
A1 - Kruse, Torben A.
A1 - Foretova, Lenka
A1 - Peterlongo, Paolo
A1 - Bernard, Loris
A1 - Peissel, Bernard
A1 - Scuvera, Giulietta
A1 - Manoukian, Siranoush
A1 - Radice, Paolo
A1 - Ottini, Laura
A1 - Montagna, Marco
A1 - Agata, Simona
A1 - Maugard, Christine
A1 - Simard, Jacques
A1 - Soucy, Penny
A1 - Berger, Andreas
A1 - Fink-Retter, Anneliese
A1 - Singer, Christian F.
A1 - Rappaport, Christine
A1 - Geschwantler-Kaulich, Daphne
A1 - Tea, Muy-Kheng
A1 - Pfeiler, Georg
A1 - John, Esther M.
A1 - Miron, Alex
A1 - Neuhausen, Susan L.
A1 - Terry, Mary Beth
A1 - Chung, Wendy K.
A1 - Daly, Mary B.
A1 - Goldgar, David E.
A1 - Janavicius, Ramunas
A1 - Dorfling, Cecilia M.
A1 - Van Rensburg, Elisabeth J.
A1 - Fostira, Florentia
A1 - Konstantopoulou, Irene
A1 - Garber, Judy
A1 - Godwin, Andrew K.
A1 - Olah, Edith
A1 - Narod, Steven A.
A1 - Rennert, Gad
A1 - Paluch, Shani Shimon
A1 - Laitman, Yael
A1 - Friedman, Eitan
A1 - Liljegren, Annelie
A1 - Rantala, Johanna
A1 - Stenmark-Askmalm, Marie
A1 - Loman, Niklas
A1 - Imyanitov, Evgeny N.
A1 - Hamann, Ute
A1 - Spurdle, Amanda B.
A1 - Healey, Sue
A1 - Weitzel, Jeffrey N.
A1 - Herzog, Josef
A1 - Margileth, David
A1 - Gorrini, Chiara
A1 - Esteller, Manel
A1 - Gómez, Antonio
A1 - Sayols, Sergi
A1 - Vidal, Enrique
A1 - Heyn, Holger
A1 - Stoppa-Lyonnet, Dominique
A1 - Léoné, Melanie
A1 - Barjhoux, Laure
A1 - Fassy-Colcombet, Marion
A1 - Pauw, Antoine de
A1 - Lasset, Christine
A1 - Fert Ferrer, Sandra
A1 - Castera, Laurent
A1 - Berthet, Pascaline
A1 - Cornelis, François
A1 - Bignon, Yves-Jean
A1 - Damiola, Francesca
A1 - Mazoyer, Sylvie
A1 - Sinilnikova, Olga M.
A1 - Maxwell, Christopher A.
A1 - Vijai, Joseph
A1 - Robson, Mark
A1 - Kauff, Noah
A1 - Corines, Marina J.
A1 - Villano, Danylko
A1 - Cunningham, Julie
A1 - Lee, Adam
A1 - Lindor, Noralane
A1 - Lázaro, Conxi
A1 - Easton, Douglas F.
A1 - Offit, Kenneth
A1 - Chenevix-Trench, Georgia
A1 - Couch, Fergus J.
A1 - Antoniou, Antonis C.
A1 - Pujana, Miguel Angel
T1 - Assessing associations between the AURKA-HMMR-TPX2-TUBG1 functional module and breast cancer risk in BRCA1/2 mutation carriers
JF - PLoS ONE
N2 - While interplay between BRCA1 and AURKA-RHAMM-TPX2-TUBG1 regulates mammary epithelial polarization, common genetic variation in HMMR (gene product RHAMM) may be associated with risk of breast cancer in BRCA1 mutation carriers. Following on these observations, we further assessed the link between the AURKA-HMMR-TPX2-TUBG1 functional module and risk of breast cancer in BRCA1 or BRCA2 mutation carriers. Forty-one single nucleotide polymorphisms (SNPs) were genotyped in 15,252 BRCA1 and 8,211 BRCA2 mutation carriers and subsequently analyzed using a retrospective likelihood approach. The association of HMMR rs299290 with breast cancer risk in BRCA1 mutation carriers was confirmed: per-allele hazard ratio (HR) = 1.10, 95% confidence interval (CI) 1.04 - 1.15, p = 1.9 x 10\(^{-4}\) (false discovery rate (FDR)-adjusted p = 0.043). Variation in CSTF1, located next to AURKA, was also found to be associated with breast cancer risk in BRCA2 mutation carriers: rs2426618 per-allele HR = 1.10, 95% CI 1.03 - 1.16, p = 0.005 (FDR-adjusted p = 0.045). Assessment of pairwise interactions provided suggestions (FDR-adjusted p\(_{interaction}\) values > 0.05) for deviations from the multiplicative model for rs299290 and CSTF1 rs6064391, and rs299290 and TUBG1 rs11649877 in both BRCA1 and BRCA2 mutation carriers. Following these suggestions, the expression of HMMR and AURKA or TUBG1 in sporadic breast tumors was found to potentially interact, influencing patients' survival. Together, the results of this study support the hypothesis of a causative link between altered function of AURKA-HMMR-TPX2-TUBG1 and breast carcinogenesis in BRCA1/2 mutation carriers.
KW - genetic interaction networks
KW - genome-wide association
KW - expression signature
KW - susceptibility loci
KW - survival
KW - modifiers
KW - polymorphism
KW - cell
KW - chip-seq
KW - elements
Y1 - 2015
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-143469
VL - 10
IS - 4
ER -
TY - JOUR
A1 - Schneider, Eberhard
A1 - Dittrich, Marcus
A1 - Böck, Julia
A1 - Nanda, Indrajit
A1 - Müller, Tobias
A1 - Seidmann, Larissa
A1 - Tralau, Tim
A1 - Galetzka, Danuta
A1 - El Hajj, Nady
A1 - Haaf, Thomas
T1 - CpG sites with continuously increasing or decreasing methylation from early to late human fetal brain development
JF - Gene
N2 - Normal human brain development is dependent on highly dynamic epigenetic processes for spatial and temporal gene regulation. Recent work identified wide-spread changes in DNA methylation during fetal brain development. We profiled CpG methylation in frontal cortex of 27 fetuses from gestational weeks 12-42, using Illumina 450K methylation arrays. Sites showing genome-wide significant correlation with gestational age were compared to a publicly available data set from gestational weeks 3-26. Altogether, we identified 2016 matching developmentally regulated differentially methylated positions (m-dDMPs): 1767 m-dDMPs were hypermethylated and 1149 hypomethylated during fetal development. M-dDMPs are underrepresented in CpG islands and gene promoters, and enriched in gene bodies. They appear to cluster in certain chromosome regions. M-dDMPs are significantly enriched in autism-associated genes and CpGs. Our results promote the idea that reduced methylation dynamics during fetal brain development may predispose to autism. In addition, m-dDMPs are enriched in genes with human-specific brain expression patterns and/or histone modifications. Collectively, we defined a subset of dDMPs exhibiting constant methylation changes from early to late pregnancy. The same epigenetic mechanisms involving methylation changes in cis-regulatory regions may have been adopted for human brain evolution and ontogeny.
KW - Autism spectrum disorders
KW - DNA methylation
KW - Genome
KW - Autism
KW - Frontal cortex
KW - Human prefrontal cortex
KW - Gene-expression
KW - Schizophrenia
KW - Patterns
KW - Transcription
KW - Epigenetics
KW - Environment
KW - Fetal brain development
KW - DNA methylation dynamics
KW - Methylome
Y1 - 2016
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-186936
VL - 592
IS - 1
ER -
TY - JOUR
A1 - Vigorito, Elena
A1 - Kuchenbaecker, Karoline B.
A1 - Beesley, Jonathan
A1 - Adlard, Julian
A1 - Agnarsson, Bjarni A.
A1 - Andrulis, Irene L.
A1 - Arun, Banu K.
A1 - Barjhoux, Laure
A1 - Belotti, Muriel
A1 - Benitez, Javier
A1 - Berger, Andreas
A1 - Bojesen, Anders
A1 - Bonanni, Bernardo
A1 - Brewer, Carole
A1 - Caldes, Trinidad
A1 - Caligo, Maria A.
A1 - Campbell, Ian
A1 - Chan, Salina B.
A1 - Claes, Kathleen B. M.
A1 - Cohn, David E.
A1 - Cook, Jackie
A1 - Daly, Mary B.
A1 - Damiola, Francesca
A1 - Davidson, Rosemarie
A1 - de Pauw, Antoine
A1 - Delnatte, Capucine
A1 - Diez, Orland
A1 - Domchek, Susan M.
A1 - Dumont, Martine
A1 - Durda, Katarzyna
A1 - Dworniczak, Bernd
A1 - Easton, Douglas F.
A1 - Eccles, Diana
A1 - Ardnor, Christina Edwinsdotter
A1 - Eeles, Ros
A1 - Ejlertsen, Bent
A1 - Ellis, Steve
A1 - Evans, D. Gareth
A1 - Feliubadalo, Lidia
A1 - Fostira, Florentia
A1 - Foulkes, William D.
A1 - Friedman, Eitan
A1 - Frost, Debra
A1 - Gaddam, Pragna
A1 - Ganz, Patricia A.
A1 - Garber, Judy
A1 - Garcia-Barberan, Vanesa
A1 - Gauthier-Villars, Marion
A1 - Gehrig, Andrea
A1 - Gerdes, Anne-Marie
A1 - Giraud, Sophie
A1 - Godwin, Andrew K.
A1 - Goldgar, David E.
A1 - Hake, Christopher R.
A1 - Hansen, Thomas V. O.
A1 - Healey, Sue
A1 - Hodgson, Shirley
A1 - Hogervorst, Frans B. L.
A1 - Houdayer, Claude
A1 - Hulick, Peter J.
A1 - Imyanitov, Evgeny N.
A1 - Isaacs, Claudine
A1 - Izatt, Louise
A1 - Izquierdo, Angel
A1 - Jacobs, Lauren
A1 - Jakubowska, Anna
A1 - Janavicius, Ramunas
A1 - Jaworska-Bieniek, Katarzyna
A1 - Jensen, Uffe Birk
A1 - John, Esther M.
A1 - Vijai, Joseph
A1 - Karlan, Beth Y.
A1 - Kast, Karin
A1 - Khan, Sofia
A1 - Kwong, Ava
A1 - Laitman, Yael
A1 - Lester, Jenny
A1 - Lesueur, Fabienne
A1 - Liljegren, Annelie
A1 - Lubinski, Jan
A1 - Mai, Phuong L.
A1 - Manoukian, Siranoush
A1 - Mazoyer, Sylvie
A1 - Meindl, Alfons
A1 - Mensenkamp, Arjen R.
A1 - Montagna, Marco
A1 - Nathanson, Katherine L.
A1 - Neuhausen, Susan L.
A1 - Nevanlinna, Heli
A1 - Niederacher, Dieter
A1 - Olah, Edith
A1 - Olopade, Olufunmilayo I.
A1 - Ong, Kai-ren
A1 - Osorio, Ana
A1 - Park, Sue Kyung
A1 - Paulsson-Karlsson, Ylva
A1 - Pedersen, Inge Sokilde
A1 - Peissel, Bernard
A1 - Peterlongo, Paolo
A1 - Pfeiler, Georg
A1 - Phelan, Catherine M.
A1 - Piedmonte, Marion
A1 - Poppe, Bruce
A1 - Pujana, Miquel Angel
A1 - Radice, Paolo
A1 - Rennert, Gad
A1 - Rodriguez, Gustavo C.
A1 - Rookus, Matti A.
A1 - Ross, Eric A.
A1 - Schmutzler, Rita Katharina
A1 - Simard, Jacques
A1 - Singer, Christian F.
A1 - Slavin, Thomas P.
A1 - Soucy, Penny
A1 - Southey, Melissa
A1 - Steinemann, Doris
A1 - Stoppa-Lyonnet, Dominique
A1 - Sukiennicki, Grzegorz
A1 - Sutter, Christian
A1 - Szabo, Csilla I.
A1 - Tea, Muy-Kheng
A1 - Teixeira, Manuel R.
A1 - Teo, Soo-Hwang
A1 - Terry, Mary Beth
A1 - Thomassen, Mads
A1 - Tibiletti, Maria Grazia
A1 - Tihomirova, Laima
A1 - Tognazzo, Silvia
A1 - van Rensburg, Elizabeth J.
A1 - Varesco, Liliana
A1 - Varon-Mateeva, Raymonda
A1 - Vratimos, Athanassios
A1 - Weitzel, Jeffrey N.
A1 - McGuffog, Lesley
A1 - Kirk, Judy
A1 - Toland, Amanda Ewart
A1 - Hamann, Ute
A1 - Lindor, Noralane
A1 - Ramus, Susan J.
A1 - Greene, Mark H.
A1 - Couch, Fergus J.
A1 - Offit, Kenneth
A1 - Pharoah, Paul D. P.
A1 - Chenevix-Trench, Georgia
A1 - Antoniou, Antonis C.
T1 - Fine-Scale Mapping at 9p22.2 Identifies Candidate Causal Variants That Modify Ovarian Cancer Risk in BRCA1 and BRCA2 Mutation Carriers
JF - PLoS ONE
N2 - Population-based genome wide association studies have identified a locus at 9p22.2 associated with ovarian cancer risk, which also modifies ovarian cancer risk in BRCA1 and BRCA2 mutation carriers. We conducted fine-scale mapping at 9p22.2 to identify potential causal variants in BRCA1 and BRCA2 mutation carriers. Genotype data were available for 15,252 (2,462 ovarian cancer cases) BRCA1 and 8,211 (631 ovarian cancer cases) BRCA2 mutation carriers. Following genotype imputation, ovarian cancer associations were assessed for 4,873 and 5,020 SNPs in BRCA1 and BRCA 2 mutation carriers respectively, within a retrospective cohort analytical framework. In BRCA1 mutation carriers one set of eight correlated candidate causal variants for ovarian cancer risk modification was identified (top SNP rs10124837, HR: 0.73, 95%CI: 0.68 to 0.79, p-value 2× 10−16). These variants were located up to 20 kb upstream of BNC2. In BRCA2 mutation carriers one region, up to 45 kb upstream of BNC2, and containing 100 correlated SNPs was identified as candidate causal (top SNP rs62543585, HR: 0.69, 95%CI: 0.59 to 0.80, p-value 1.0 × 10−6). The candidate causal in BRCA1 mutation carriers did not include the strongest associated variant at this locus in the general population. In sum, we identified a set of candidate causal variants in a region that encompasses the BNC2 transcription start site. The ovarian cancer association at 9p22.2 may be mediated by different variants in BRCA1 mutation carriers and in the general population. Thus, potentially different mechanisms may underlie ovarian cancer risk for mutation carriers and the general population.
KW - fine-scale mapping
KW - ovarian cancer
KW - genetics
KW - BRCA1
KW - BRCA2
Y1 - 2016
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-166869
VL - 11
IS - 7
ER -
TY - THES
A1 - Flunkert, Julia
T1 - Analyse genetischer Stabilität in den Nachkommen bestrahlter Zellen mittels klassischer Chromosomenbänderung und verschiedener Hochdurchsatz-Techniken
T1 - Analysis of genetic stability in the clonal descendants of irradiated cells using conventional chromosome banding and various high-throughput methods
N2 - Ionisierende Strahlung (IR) ist in der medizinischen Diagnostik und in der Tumortherapie von zentraler Bedeutung, kann aber Genominstabilität und Krebs auslösen. Strahleninduzierte Genominstabilität (RIGI) ist in den klonalen Nachkommen bestrahlter Zellen zu beobachten, die zugrundeliegenden Mechanismen sind jedoch noch unverstanden. Zur Erforschung von verzögerten Strahleneffekten wurden primäre embryonale Fibroblastenkulturen mit 2 Gray bestrahlt und für 20 Populationsverdopplungen klonal expandiert. Zellen, die keiner Strahlung ausgesetzt waren, dienten als Kontrolle für normale Alterungsprozesse. Die Klone wurden durch klassische Chromosomenbänderungstechniken analysiert und in Abhängigkeit der Stabilität ihres Genoms in Gruppen eingeteilt. Ein Klon wurde als stabil gewertet, wenn die analysierten Metaphasen keinerlei Auffälligkeiten zeigten, während instabile Klone ein Mosaik aus normalen und abnormalen Metaphasen waren. Die Zellen von zwei Spendern wurden untersucht, um interindividuelle Strahleneffekte zu beurteilen. Nach Bestrahlung hatten mehr als die Hälfte der Klone Metaphasen mit strukturellen Aberrationen und wurden dementsprechend als instabil eingestuft. Drei Klone zeigten zudem numerische Aberrationen, die ausschließlich das Y Chromosom betrafen. Fluoreszenz in situ Hybridisierungen verifizierten diese Beobachtung in weiteren Klonen und deuteten an, dass der Verlust des Y Chromosoms mit RIGI assoziiert ist.
Molekulare Karyotypisierungen mit SNP Arrays ergaben, dass IR in den Klonen Veränderungen der Kopienzahl auslöst. Ein Unterschied zwischen chromosomal stabilen und instabilen Klonen konnte jedoch nicht detektiert werden. Chromosomale Regionen, in denen sich bekanntermaßen fragile Stellen befinden, zeigten eine Anhäufung von CNVs. Ein RIGI Effekt konnte für die fragile Stelle 3B, in der sich das Gen FHIT befindet, identifiziert werden.
Exom Sequenzierungen von Klonen und der entsprechenden Massenkultur zeigten eine alterungsassoziierte Entstehung von Varianten. Der Effekt wurde durch die Einwirkung von Strahlung erhöht. Auf Ebene von einzelnen Nukleotiden konnten ebenfalls Anhäufungen von Schäden in bestimmten genomischen Bereichen detektiert werden, dieser Effekt ging ohne die typischen RIGI Endpunkte einher.
Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen, dass strahlenbedingte Veränderungen auf verschiedenen Ebenen (Chromosomen, Genkopienzahl und einzelnen Nukleotiden) beobachtet werden können, welche, unabhängig von RIGI, die Tumorentstehung begünstigen. Speziell Veränderungen im FRA3B Lokus und der Verlust des Y Chromosoms scheinen jedoch über die Destabilisierung des Genoms zur Krebsentstehung beizutragen.
N2 - Ionizing radiation is important in medical diagnosis and cancer treatment but can lead to genomic instability and secondary malignancies as a late effect. Radiation induced genomic instability (RIGI) can be observed in the progeny of irradiated cells but the underlying cellular processes remain to be elucidated. To study delayed genetic radiation effects, single cell fibroblast clones from two different male donors were established after a single X ray dose of 2 Gray. Non irradiated cells were used as controls to account for aging related effects. Clones were characterized using chromosome banding analysis. Stable clones were endowed with no karyotype abnormalities in all analysed metaphases after 20 Population doublings, whereas unstable clones showed both normal and abnormal metaphases. Two fibroblast strains were used to detect differences in radiation sensitivity. More than half of the irradiated clones were chromosomally abnormal and thus classified as unstable. Both banding analysis and fluorescence in situ hybridization revealed an increased rate of Y chromosome loss in irradiated clones which might be associated with RIGI.
Using SNP Arrays, an increased rate of de novo copy number variations (CNVs) was detected in the progeny of irradiated cells when compared to non irradiated controls. However, a significant difference between chromosomally stable and unstable clones was not found. CNVs clustered in chromosomal regions that are associated with known fragile sites. The fragile site 3B, which encompasses the gene FHIT, was found to be affected by CNVs in unstable clones suggesting a RIGI related effect.
Exome sequencing of clones and the respective primary cultures revealed an increased rate of variants during in vitro aging. This effect was further increased by radiation exposure. Analysis of single nucleotides showed a RIGI independent accumulation of damage in specific regions.
The results of the present study show that radiation induced changes can manifest as chromosomal abnormalities, copy number variations and DNA sequence mutations promoting tumorigenesis independent from RIGI. However, changes in FRA3B and loss of Y chromosome might trigger cancer through destabilizing the genome.
KW - Ionisierende Strahlung
KW - High throughput screening
KW - Instabilität
KW - Strahleninduzierte Genominstabilität
KW - Genom
KW - Genetik
Y1 - 2018
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-173670
ER -
TY - THES
A1 - Kühl, Julia
T1 - FAAP100, der FA/BRCA-Signalweg für genomische Stabilität und das DNA-Reparatur-Netzwerk
T1 - FAAP100, the FA/BRCA pathway for genomic stability and the DNA repair network
N2 - Die Fanconi-Anämie (FA) ist eine seltene, heterogene Erbkrankheit. Sie weist ein sehr variables klinisches Erscheinungsbild auf, das sich aus angeborenen Fehlbildungen, hämatologischen Funktionsstörungen, einem erhöhten Risiko für Tumorentwicklung und endokrinen Pathologien zusammensetzt. Die Erkrankung zählt zu den genomischen Instabilitätssyndromen, welche durch eine fehlerhafte DNA-Schadensreparatur gekennzeichnet sind. Bei der FA zeigt sich dies vor allem in einer charakteristischen Hypersensitivität gegenüber DNA-quervernetzenden Substanzen (z. B. Mitomycin C, Cisplatin). Der zelluläre FA-Phänotyp zeichnet sich durch eine erhöhte Chromosomenbrüchigkeit und einen Zellzyklusarrest in der G2-Phase aus. Diese Charakteristika sind bereits spontan vorhanden und werden durch Induktion mit DNA-quervernetzenden Substanzen verstärkt. Der Gendefekt ist dabei in einem der 22 bekannten FA-Gene (FANCA, -B, -C, -D1, -D2, -E, -F, -G, -I, -J, -L, -M, -N, -O, -P, -Q, -R, -S, -T, -U, -V, -W) oder in noch unbekannten FA-Genen zu finden. Die FA-Gendefekte werden mit Ausnahme von FANCR (dominant-negative de novo Mutationen) und FANCB (X-chromosomal) autosomal rezessiv vererbt. Die FA-Genprodukte bilden zusammen mit weiteren Proteinen den FA/BRCA-Signalweg. Das Schlüsselereignis dieses Signalwegs stellt die Monoubiquitinierung von FANCD2 und FANCI (ID2-Komplex) dar. Ausgehend davon lässt sich zwischen upstream- und downstream-gelegenen FA-Proteinen unterscheiden. Letztere sind direkt an der DNA-Schadensreparatur beteiligt. Zu den upstream-gelegenen Proteinen zählt der FA-Kernkomplex, der sich aus bekannten FA-Proteinen und aus FA-assoziierten-Proteinen (FAAPs) zusammensetzt und für die Monoubiquitinierung des ID2-Komplexes verantwortlich ist. Für FAAPs wurden bisher keine pathogenen humanen Mutationen beschrieben. Zu diesen Proteinen gehört auch FAAP100, das mit FANCB und FANCL innerhalb des FA-Kernkomplexes den Subkomplex LBP100 bildet.
Durch die vorliegende Arbeit wurde eine nähere Charakterisierung dieses Proteins erreicht. In einer Amnion-Zelllinie konnte eine homozygote Missense-Mutation identifiziert werden. Der Fetus zeigte einen typischen FA-Phänotyp und auch seine Zellen wiesen charakteristische FA-Merkmale auf. Der zelluläre Phänotyp ließ sich durch FAAP100WT komplementieren, sodass die Pathogenität der Mutation bewiesen war. Unterstützend dazu wurden mithilfe des CRISPR/Cas9-Systems weitere FAAP100-defiziente Zelllinien generiert. Diese zeigten ebenfalls einen typischen FA-Phänotyp, welcher sich durch FAAP100WT komplementieren ließ. Die in vitro-Modelle dienten als Grundlage dafür, die Funktion des FA-Kernkomplexes im Allgemeinen und die des Subkomplexes LBP100 im Besonderen besser zu verstehen. Dabei kann nur durch intaktes FAAP100 das LBP100-Modul gebildet und dieses an die DNA-Schadensstelle transportiert werden. Dort leistet FAAP100 einen essentiellen Beitrag für den FANCD2-Monoubiquitinierungsprozess und somit für die Aktivierung der FA-abhängigen DNA-Schadensreparatur. Um die Funktion von FAAP100 auch in vivo zu untersuchen, wurde ein Faap100-/--Mausmodell generiert, das einen mit anderen FA-Mausmodellen vergleichbaren, relativ schweren FA-Phänotyp aufwies. Aufgrund der Ergebnisse lässt sich FAAP100 als neues FA-Gen klassifizieren. Zudem wurde die Rolle des Subkomplexes LBP100 innerhalb des FA-Kernkomplexes weiter aufgeklärt. Beides trägt zu einem besseren Verständnis des FA/BRCA-Signalweges bei. Ein weiterer Teil der vorliegenden Arbeit beschäftigt sich mit der Charakterisierung von FAAP100138, einer bisher nicht validierten Isoform von FAAP100. Durch dieses Protein konnte der zelluläre FA-Phänotyp von FAAP100-defizienten Zelllinien nicht komplementiert werden, jedoch wurden Hinweise auf einen dominant-negativen Effekt von FAAP100138 auf den FA/BRCA-Signalweg gefunden. Dies könnte zu der Erklärung beitragen, warum und wie der Signalweg, beispielsweise in bestimmtem Gewebearten, herunterreguliert wird. Zudem wäre eine Verwendung in der Krebstherapie denkbar.
N2 - Fanconi Anemia (FA) is a rare heterogeneous hereditary disease. It shows a highly variable clinical presentation including congenital malformations, bone marrow failure and increased risk for cancer and endocrine pathologies. The disease is classified as one of the genomic instability disorders that are characterized by failure of DNA damage repair processes. FA shows a typical hypersensitivity toward DNA crosslinking agents (e.g. Mitomycin C, cisplatin). There is an increased rate of chromosomal breakage and cell cycle arrest in the G2 phase. These characteristics are present spontaneously and after incubation with DNA crosslinking agents. The genetic defect can be found in one of the 22 reported FA genes (FANCA, -B, -C, -D1, -D2, -E, -F, -G, -I, -J, -L, -M, -N, -O, -P, -Q, -R, -S, -T, -U, -V, -W) or yet unknown FA genes. FA gene defects are inherited in an autosomal recessive way with the exceptions of FANCR (dominant negative de novo mutations) and FANCB (X-linked). Together with other proteins, the FA gene products establish the FA/BRCA pathway. The key event of this pathway is the monoubiquitination of FANCD2 and FANCI (ID2 complex). From this point it is possible to differentiate between upstream and downstream FA proteins. The latter are directly involved in FA-dependent DNA repair processes. The upstream positioned FA proteins form the FA core complex that includes FA and FA-associated proteins (FAAPs). The FA core complex is responsible for the monoubiquitination of FANCD2 and FANCI. To date no pathogenic human mutations of the FAAPs have been described. Among these proteins is FAAP100 which together with FANCB and FANCL forms the subcomplex LBP100 within the FA core complex.
In the present thesis a closer characterization of this protein has been achieved. In an amniotic cell line a homozygous missense mutation could be identified. The affected fetus displayed a typical FA phenotype and the cells also showed characteristics of FA. The cellular phenotype was complemented by FAAP100WT, thus proving the pathogenicity of the mutation. Supporting this result, additional FAAP100-deficient cell lines have been generated using the CRISPR/Cas9 system. These also exhibited a typical FA cellular phenotype which could be complemented by FAAP100WT. In vitro models served as a basis for better understanding the function of the FA core complex in general and of the LBP100 subcomplex in particular. Only in the presence of an intact FAAP100 the LBP100 module can be formed and transported to sites of DNA interstrand crosslinks. There, FAAP100 significantly contributes to the FANCD2 monoubiquitination process and thus to the activation of FA-dependent DNA damage repair. In order to also examine the function of FAAP100 in vivo, an Faap100-/- mouse model has been generated which shows a relatively severe FA phenotype comparable to other FA mouse models. Because of these results FAAP100 can be categorized as a new FA gene. Moreover, the role of the LBP100 subcomplex within the FA core complex was further elucidated and a better understanding of the FA/BRCA pathway was achieved. Another part of this thesis deals with the characterization of FAAP100138, a hitherto not validated isoform of FAAP100. The cellular FA phenotype of FAAP100-deficient cell lines could not be complemented by this isoform. However, there are clues pointing to a dominant negative effect of FAAP100138 on the FA/BRCA pathway. This finding could serve as a potential explanation of how and why the FA signaling pathway is downregulated in certain tissues. A therapeutic application for cancer of FAAP100138 appears possible.
KW - Fanconi-Anämie
KW - DNA-Reparatur
KW - FAAP100
Y1 - 2022
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-171669
ER -
TY - JOUR
A1 - Schneider, Eberhard
A1 - Pliushch, Galyna
A1 - El Hajj, Nady
A1 - Galetzka, Danuta
A1 - Puhl, Alexander
A1 - Schorsch, Martin
A1 - Frauenknecht, Katrin
A1 - Riepert, Thomas
A1 - Tresch, Achim
A1 - Mueller, Annette M.
A1 - Coerdt, Wiltrud
A1 - Zechner, Ulrich
A1 - Haaf, Thomas
T1 - Spatial, temporal and interindividual epigenetic variation of functionally important DNA methylation patterns
N2 - DNA methylation is an epigenetic modification that plays an important role in gene regulation. It can be influenced by stochastic events, environmental factors and developmental programs. However, little is known about the natural variation of genespecific methylation patterns. In this study, we performed quantitative methylation analyses of six differentially methylated imprinted genes (H19, MEG3, LIT1, NESP55, PEG3 and SNRPN), one hypermethylated pluripotency gene (OCT4) and one hypomethylated tumor suppressor gene (APC) in chorionic villus, fetal and adult cortex, and adult blood samples. Both average methylation level and range of methylation variation depended on the gene locus, tissue type and/or developmental stage. We found considerable variability of functionally important methylation patterns among unrelated healthy individuals and a trend toward more similar methylation levels in monozygotic twins than in dizygotic twins. Imprinted genes showed relatively little methylation changes associated with aging in individuals who are >25 years. The relative differences in methylation among neighboring CpGs in the generally hypomethylated APC promoter may not only reflect stochastic fluctuations but also depend on the tissue type. Our results are consistent with the view that most methylation variation may arise after fertilization, leading to epigenetic mosaicism.
KW - Medizin
Y1 - 2010
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-68371
ER -
TY - JOUR
A1 - Weis, Eva
A1 - Schoen, Holger
A1 - Victor, Anja
A1 - Spix, Claudia
A1 - Ludwig, Marco
A1 - Schneider-Raetzke, Brigitte
A1 - Kohlschmidt, Nicolai
A1 - Bartsch, Oliver
A1 - Gerhold-Ay, Aslihan
A1 - Boehm, Nils
A1 - Grus, Franz
A1 - Haaf, Thomas
A1 - Galetzka, Danuta
T1 - Reduced mRNA and Protein Expression of the Genomic Caretaker RAD9A in Primary Fibroblasts of Individuals with Childhood and Independent Second Cancer
N2 - Background: The etiology of secondary cancer in childhood cancer survivors is largely unclear. Exposure of normal somatic cells to radiation and/or chemotherapy can damage DNA and if not all DNA lesions are properly fixed, the mis-repair may lead to pathological consequences. It is plausible to assume that genetic differences, i.e. in the pathways responsible for cell cycle control and DNA repair, play a critical role in the development of secondary cancer. Methodology/Findings: To identify factors that may influence the susceptibility for second cancer formation, we recruited 20 individuals who survived a childhood malignancy and then developed a second cancer as well as 20 carefully matched control individuals with childhood malignancy but without a second cancer. By antibody microarrays, we screened primary fibroblasts of matched patients for differences in the amount of representative DNA repair-associated proteins. We found constitutively decreased levels of RAD9A and several other DNA repair proteins in two-cancer patients, compared to onecancer patients. The RAD9A protein level increased in response to DNA damage, however to a lesser extent in the twocancer patients. Quantification of mRNA expression by real-time RT PCR revealed lower RAD9A mRNA levels in both untreated and 1 Gy c-irradiated cells of two-cancer patients. Conclusions/Significance: Collectively, our results support the idea that modulation of RAD9A and other cell cycle arrest and DNA repair proteins contribute to the risk of developing a second malignancy in childhood cancer patients.
KW - Medizin
Y1 - 2011
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-74777
ER -
TY - THES
A1 - Löwe, Julia Irmgard
T1 - Genetische Erkrankungen bei Figuren in der Märchensammlung der Brüder Grimm
T1 - Genetic diseases in the characters of the brothers Grimm fairy-tale collection
N2 - Wissenschaftliche Untersuchung über einzelne humangenetische Erkrankungsbilder, welche mit bestimmten Märchenfiguren korreliert werden können.
N2 - Scientific study of human genetic diseases, which can be correlated with certain fairy-tale characters.
KW - Brüder Grimm
KW - genetische Erkrankungen
KW - brothers grimm
KW - genetic diseases
Y1 - 2011
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-69774
ER -
TY - THES
A1 - Kenner, Julia Elke
T1 - Inzidenzschätzung der Gliedergürtelmuskeldystrophien für Deutschland
T1 - Estimation on the incidence of limb-girdle muscular dystrophies for Germany
N2 - Die LGMD ist eine seltene Erbkrankheit der Muskelfasern, die zur Abnahme der Muskelmasse und der Muskelkraft führt. Das Institut der Humangenetik der Universität Würzburg ist eine der wenigen Stellen in Deutschland, die die molekulargenetische Diagnostik der LGMD 1B, 1C, 2A, 2B, 2D und 2I anbietet. Demnach liegen hier viele Daten vor und anhand dieser Daten konnten die Inzidenzen dieser Formen für Deutschland geschätzt werden. Zur Schätzung der LGMD-Inzidenz wurde eine andere Erkrankung herangezogen, die ähnlich selten auftritt wie die LGMD: DM1 und DM2. Die Schätzung ergab eine Inzidenz von 1: 33 000 für die autosomal-rezessiven Formen der LGMD und eine Inzidenz von 1: 272 000 für die autosomal-dominanten Formen der LGMD für Deutschland. Vergleicht man diese Daten mit den Daten aus der Weltliteratur , sieht man, dass die Häufigkeiten nahezu identisch sind.
N2 - LGMD is a rare hereditary disease of muscular fibres which leads to a decrease in muscle mass and muscle strength. The 'Institut der Humangenetik' at Würzburg University is one of the few bodies in Germany that offers molecular genetic diagnosis of LGMD types 1B, 1C, 2A, 2B, 2D, and 2I. Accordingly, it offers a lot of data which allow an estimation of the incidence of these types for Germany. For the estimation of LGMD incidence, another disease that occurs similarly rarely, is used for comparison: DM1 and DM2. The estimation resulted in an incidence of 1: 33,000 for the autosomal recessive forms of LGMD and an incidence of 1: 272,000 for the autosomal dominant forms of LGMD for Germany. A comparison of these data with data from international literature leads to the result that the incidences are almost identical.
KW - Inzidenz
KW - Gliedergürtelmuskeldystrophie
KW - Inzidenzschätzung
KW - Muskeldystrophie
KW - autosomal-dominant
KW - autosomal-rezessiv
KW - incidence
KW - limb-girdle muscular dystrophies
KW - autosomal recessive
KW - autosomal dominant
Y1 - 2011
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-75562
ER -
TY - JOUR
A1 - Gavvovidis, Ioannis
A1 - Rost, Isabell
A1 - Trimborn, Marc
A1 - Kaiser, Frank J.
A1 - Purps, Josephine
A1 - Wiek, Konstanze
A1 - Haneberg, Helmut
A1 - Neitzel, Heidemarie
A1 - Schindler, Detlev
T1 - A Novel MCPH1 Isoform Complements the Defective Chromosome Condensation of Human MCPH1-Deficient Cells
N2 - Biallelic mutations in MCPH1 cause primary microcephaly (MCPH) with the cellular phenotype of defective chromosome condensation. MCPH1 encodes a multifunctional protein that notably is involved in brain development, regulation of chromosome condensation, and DNA damage response. In the present studies, we detected that MCPH1 encodes several distinct transcripts, including two major forms: full-length MCPH1 (MCPH1-FL) and a second transcript lacking the six 39 exons (MCPH1De9–14). Both variants show comparable tissue-specific expression patterns, demonstrate nuclear localization that is mediated independently via separate NLS motifs, and are more abundant in certain fetal than adult organs. In addition, the expression of either isoform complements the chromosome condensation defect found in genetically MCPH1-deficient or MCPH1 siRNA-depleted cells, demonstrating a redundancy of both MCPH1 isoforms for the regulation of chromosome condensation. Strikingly however, both transcripts are regulated antagonistically during cell-cycle progression and there are functional differences between the isoforms with regard to the DNA damage response; MCPH1-FL localizes to phosphorylated H2AX repair foci following ionizing irradiation, while MCPH1De9–14 was evenly distributed in the nucleus. In summary, our results demonstrate here that MCPH1 encodes different isoforms that are differentially regulated at the transcript level and have different functions at the protein level.
KW - MCPH1
Y1 - 2012
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-75050
ER -
TY - THES
A1 - Weis, Claudia
T1 - Berechnungen der Lebenserkrankungswahrscheinlichkeit bei familiärem Brustkrebs - Vergleich von Methoden
T1 - Lifetime risk calculation for familial breast cancer - comparison of methods
N2 - Diese Arbeit vergleicht verschiedene Methoden zur Berechung der Lebenserkrankungswahrscheinlichkeit bei familiärem Brustkrebs. Dabei handelt es sich um Tabellen von Chang-Claude und die Computerprogramme Cyrillic Version 2.1 sowie IBIS Breast Cancer Risk Evaluation Tool. Es stellte sich heraus, dass sich die Ergebnisse der Modelle nicht wesentlich voneinander unterscheiden.
N2 - This paper compares different models of lifetime risk calculation for familial breast cancer. These were tables of Chang-Claude and the computer programmes Cyrillic Version 2.1 and IBIS Breast Cancer Risk Evaluation Tool. It is shown that there is no distinct difference between the results of calculated risks.
KW - Brustkrebs
KW - Risiko
KW - Berechnung
KW - breast cancer
KW - risk
KW - calculation
Y1 - 2010
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-74027
ER -
TY - JOUR
A1 - Meier, Daniel
A1 - Schindler, Detlev
T1 - Fanconi Anemia Core Complex Gene Promoters Harbor Conserved Transcription Regulatory Elements
N2 - The Fanconi anemia (FA) gene family is a recent addition to the complex network of proteins that respond to and repair certain types of DNA damage in the human genome. Since little is known about the regulation of this novel group of genes at the DNA level, we characterized the promoters of the eight genes (FANCA, B, C, E, F, G, L and M) that compose the FA core complex. The promoters of these genes show the characteristic attributes of housekeeping genes, such as a high GC content and CpG islands, a lack of TATA boxes and a low conservation. The promoters functioned in a monodirectional way and were, in their most active regions, comparable in strength to the SV40 promoter in our reporter plasmids. They were also marked by a distinctive transcriptional start site (TSS). In the 59 region of each promoter, we identified a region that was able to negatively regulate the promoter activity in HeLa and HEK 293 cells in isolation. The central and 39 regions of the promoter sequences harbor binding sites for several common and rare transcription factors, including STAT, SMAD, E2F, AP1 and YY1, which indicates that there may be cross-connections to several established regulatory pathways. Electrophoretic mobility shift assays and siRNA experiments confirmed the shared regulatory responses between the prominent members of the TGF-b and JAK/STAT pathways and members of the FA core complex. Although the promoters are not well conserved, they share region and sequence specific regulatory motifs and transcription factor binding sites (TBFs), and we identified a bi-partite nature to these promoters. These results support a hypothesis based on the co-evolution of the FA core complex genes that was expanded to include their promoters.
KW - Fanconi-Anämie
Y1 - 2011
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-68917
ER -
TY - THES
A1 - Schleider, Elisa
T1 - Angiogenese-Modellsysteme zur Funktionsanalyse des humanen CCM3 Proteins
T1 - Angiogenesis in vitro modeling of human CCM3 function
N2 - Zerebrovaskuläre kavernöse Malformationen (CCM) sind Blutgefäßfehlbildungen, welche hauptsächlich im Gehirn vorkommen. Sie sind gekennzeichnet durch stark dilatierte kapillarähnliche Gefäße mit niedriger Flussrate („slow-flow lesions“). Intervenierendes Gehirnparenchym fehlt ebenso wie Perizyten oder glatte Gefäßmuskelzellen. Die klinischen Symptome reichen von starken Kopfschmerzen über Epilepsie bis hin zum Schlaganfall. Dennoch bleiben viele Kavernomträger aufgrund unvollständiger Penetranz ihr Leben lang asymptomatisch. Die Prävalenz beträgt ca. 0,5% in der Gesamtbevölkerung. Es gibt sowohl sporadische als auch dominant vererbte Krankheitsformen. In den letzten Jahren konnten 3 Gene ursächlich mit der Krankheit in Verbindung gebracht werden. Mutationen in CCM1, CCM2 oder CCM3 führen zu einem nicht unterscheidbaren klinischen Phänotyp. Alle drei Proteine bilden einen ternären Komplex in vitro, was eine Beteiligung an einem gemeinsamen molekularen Signalweg bekräftigt. Während die Proteine CCM1 und CCM2 in den letzten Jahren umfangreich erforscht wurden, ist über das CCM3-Protein bis heute wenig bekannt. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass CCM3 eine wichtige Rolle in der Angiogenese spielt und diese bei Überexpression in humanen Endothelzellen stark negativ reguliert: die Migration, die Proliferation und die Fähigkeit, kapillarähnliche Strukturen in Matrix-Gelen zu bilden kommt nahezu zum Erliegen. Ein gegenläufiger Effekt nach siRNA induziertem Knock-down von CCM3 war weniger stark ausgeprägt. Einzig die Fähigkeit, gefäßähnliche Strukturen in Matrigelen zu bilden, war erhöht. Um weiterhin Klarheit über die intrazellulären, von CCM3 beeinflussten Signalwege zu schaffen, wurden Tyrosin Kinase Arrays durchgeführt, bei welchen CCM3-überexprimierende HUVEC Lysate mit Kontrolllysaten verglichen wurden. Dabei stellte sich heraus, dass 5 Substrate signifikant erhöht phosphoryliert wurden: der Discoidin Domänen Rezeptor 1 (discoidin domain receptor; DDR1), die duale spezifitätstyrosinphosphorylierungsregulierte Kinase 1A (dual specificity tyrosine-phosphorylation-regulated kinase 1A; DYR1A), die Protoonkogen Tyrosin- Protein Kinase FER (proto-oncogene tyrosine-protein kinase FER; FER), die fynbezogene Kinase (Fyn-related kinase; FRK) und die phosphoinositolabhängige Kinase 1 (Phosphoinositide-dependent kinase 1, PDPK-1). Im Folgenden bestätigten Western Blot, dass die Überexpression von CCM3 in Endothelzellen die phosphoinositolabhängige Kinase 1 und die nachgeschaltete Serin-Threonin Kinase Akt/PBK aktiviert, welche ein bedeutsames Überlebenssignal der Zelle darstellt. Schließlich konnte gezeigt werden, dass CCM3 nicht nur antiangiogen, sondern auch antiapoptotisch wirkt. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit legen nahe, dass CCM3 für die Integrität des ruhenden, adulten Endothelbettes wichtig ist.
N2 - Cerebral cavernous malformations are slow-flow vascular lesions, mainly located in the brain. They consist of blood-filled dilated capillary-like vessels without brain parenchyma or mural cells. Clinical symptoms include intense headaches, epilepsy and stroke. However, about 40% of lesion carriers live without any symptoms throughout their lives due to incomplete penetrance. The disease prevalence is 0.5% in the population. Sporadic as well as autosomal-dominantly inherited familial forms exist. In recent years, 3 disease-related genes have been identified. Mutations within CCM1, CCM2 or CCM3 lead to indistinguishable clinical phenotypes. All three proteins form a ternary complex in vitro, confirming their participation in one main signaling pathway. While CCM1 and CCM2 have been explored to a great extent over the past years, little is known about CCM3 and its function so far. In this study, we show that CCM3 plays an important role in angiogenesis. Upon overexpression it has strong negative effects in endothelial cells. The ability to migrate, proliferate and to form capillary-like structures in matrix gels is significantly impaired. Knockdown experiments with siRNA against CCM3 did not reveal such distinct effects. Only the ability to form capillary-like structures was elevated. To identify signaling pathways modulated by CCM3, tyrosine kinase arrays were conducted. Lysates from HUVECs overexpressing CCM3 were compared with control lysates. Five substrates revealed significantly increased phosphorylation: the discoidin domain receptor 1 (DDR1), the dual specificity tyrosine-phosphorylation-regulated kinase 1A (DYR1A), the proto-oncogene tyrosine-protein kinase FER (FER), the fyn-related kinase (FRK) and the Phosphoinositidedependent kinase 1 (PDPK-1). The candidate 3-Phosphoinositide-dependent protein kinase- 1 is an important upstream activator of the serine-threonine kinase Akt/PKB. Subsequent experiments confirmed and demonstrated that p-PDPK-1 and p-Akt are activated in lysates overexpressing CCM3. In agreement with the fact that Akt is important for cell survival, we could finally show that CCM3 is both antiangiogenic and antiapoptotic. Our data suggest that CCM3 plays a role in maintaining quiescence of adult vascular endothelial cells.
KW - Blutgefäß
KW - Missbildung
KW - Gehirn
KW - Genanalyse
KW - Endothelzelle
KW - Angiogenese
KW - CCM3
KW - Endothelzellen
KW - CCM3
KW - endothelial cells
KW - angiogenesis
Y1 - 2010
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-51504
N1 - Includes articles:
- Stahl, S., Gaetzner, S., Voss, K., Brackertz, B., Schleider, E., Sürücü, O., Kunze, E., Netzer, C., Korenke, C., Finckh, U., Habek, M., Poljakovic, Z., Elbracht, M., Rudnik-Schöneborn, S., Bertalanffy, H., Sure, U., Felbor, U. (2007) Novel CCM1, CCM2, and CCM3 mutations in patients with cerebral cavernous malformations: in-frame deletion in CCM2 prevents formation of a CCM1/CCM2/CCM3 protein complex. Hum Mutat, 29, 709-717.
- Voss, K., Stahl, S., Reinders, J., Hogan, B.M., Schleider, E., Schulte-Merker, S., Felbor, U. (2009) Functional analysis of human and zebrafish 18 amino acid in-frame deletion pave the way for domain mapping of the cerebral cavernous malformation 3 (CCM3) protein. Hum Mutat, 30, 1003-1011.
- Schleider, E., Stahl, S., Wüstehube, J., Walter, U., Fischer, A., Felbor, U. (2010) Evidence for anti-angiogenic and pro-survival functions of the cerebral cavernous malformation protein 3. Neurogenetics, submitted
ER -
TY - THES
A1 - Schneider, Eberhard
T1 - Identifizierung und Charakterisierung von Genen für sensorineurale Hörstörungen
T1 - Identification and characterization of genes responsible for sensorineural deafness
N2 - Ungefähr 1 -3 Lebendgeborene von 1000 sind von einer Hörstörung betroffen, wovon etwa 60% der Fälle genetisch bedingt sind und in der Mehrzahl einem autosomal rezessiven Erbgang unterliegen. Die Ursachen dieser, zumeist das Innenohr betreffenden, Schallempfindungsstörungen sind äußerst heterogen. Rund 50 Gene konnten bisher mit angeborener, nicht-syndromaler Schallempfindungsschwerhörigkeit in kausalen Zusammenhang gebracht werden, mit GJB2 als dem bislang bedeutendsten, das für bis zu 50% aller Fälle verantwortlich ist. Die Identifizierung weiterer Hörstörungsgene und deren Charakterisierung war Gegenstand dieser Arbeit. Dafür wurden Positionsklonierungsverfahren einerseits und Patienten-screenings andererseits, angewandt. Wir fanden eine homozygote, reziproke Translokation 46,XY,t(10;11),t(10;11) bei einem Patienten mit kongenitaler Schallempfindungsschwerhörigkeit. Beide Eltern und vier weitere Geschwister waren heterozygote Träger der Translokation. Nach der Einengung der Bruchpunktregionen durch Fluoreszenz in situ Hybridisierung (FISH) von spezifischen BAC-Klonen, konnte der exakte Bruchpunkt mittels Vektor-Ligation der Fusionsfragmente und anschließender Sequenzierung bestimmt werden. PDZD7 ist ein PDZ-Domänen-kodierendes Gen auf Chromosom 10, das durch die Translokation beim Patienten zerrissen ist. PDZD7 ist ein Paralog zu den PDZDomänen enthaltenden Genen Harmonin und Whirlin. Mutationen in beiden Genen können kongenitale nicht-syndromale Taubheit und das Usher-Syndrom verursachen, eine Erkrankung mit Taub- und Blindheit. Funktionelle Protein-Protein Interaktionsstudien und Genexpressionsmessungen konnten zeigen, dass PDZD7 mit den beiden Usher-Proteinen interagiert und im menschlichen Innenohr exprimiert wird. Diese Daten unterstützen eine starke Evidenz für PDZD7 als syndromales und nicht-syndromales Hörstörungsgen. Weiterhin wurden durch Screenings eines Hörstörungspatientenkollektives (n=534) genetische und epigentische, möglicherweise pathogene Mechanismen charakterisiert. Diese Screenings wurden für PDZD7, CX30, CX30.3, CX43 (Exomsequenzierung); OTOF, KCNE1 (SNP-Typisierung); del(chr13:19,837,344- 19,968,698) (Deletionsscreening) und GJB2 (Promotermethylierung) durchgeführt.
N2 - Congenital deafness occurs with a frequency of 1 -3 in 1000 live births. Genetic defects cause nearly 60% of all cases with 70% of them being autosomal recessive disorders. There are heterogenous reasons for genetic hearing loss which affect mostly structures of the inner ear. To date some 50 genes could have been linked to sensorineural non-syndromic deafness. Among them GJB2 is the most prominent and important gene and it accounts for up to 50% of all cases. Positional cloning and screening of patients had been applied for the identification and characterization of additional deafness genes which was an issue of this work. A homozygous reciprocal translocation 46,XY,t(10;11),t(10;11) was detected in a patient with congenital non-syndromic sensorineural deafness. Both parents and their four other children were heterozygous translocation carriers. Fluorescence in situ Hybridisation (FISH) of region-specific clones to patient chromosomes was used to narrow down the breakpoint regions. Vector ligation of junction fragments were cloned and subsequently sequenced to localize the exact breakpoint. PDZD7, a PDZ domain coding gene on chromosome 10, was disrupted by the chromosomal break. PDZD7 is a paralog of PDZ domain containing genes harmonin and whirlin. Mutations in both genes can cause congenital non-syndromic deafness and/or Usher syndrome. Functional protein-protein interaction assays and gene expression experiments revealed that PDZD7 is integrated in the Usher network and is expressed in the human inner ear, respectively. These data support strongly that PDZD7 is a further autosomal recessive deafness- and Usher syndrome-gene. Further on we screened a panel of genes in deafness patients (n=534) to characterize potentially pathogenic genetic and epigenetic mechanisms. The analysed genes had been PDZD7, CX30, CX30.3, CX43 (exome-sequencing); OTOF, KCNE1 (SNP-genotyping); del(chr13:19,837,344-19,968,698) (deletionscreening) and GJB2 (promotermethylation).
KW - Hörstörung
KW - Lautwahrnehmung
KW - Erbkrankheit
KW - congenital
KW - deafness
KW - sensorineural
KW - genetic
Y1 - 2010
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-51231
ER -
TY - THES
A1 - Gahn, Carolin
T1 - Die Häufigkeiten der Mutationstypen und deren Verteilung im Dystrophin-Gen
T1 - The Frequency of the Mutation Types and their Distribution in the Dystrophin Gene
N2 - Die progressiven Muskeldystrophien Duchenne (DMD) und Becker (BMD) entstehen durch verschiedene Mutationstypen (Deletionen, Duplikationen, Punktmutationen) im Dystrophin-Gen, welches als größtes Gen des Menschen 79 Exons aufweist und sich auf dem kurzen Arm des X-Chromosoms befindet. Es wurden Daten von 1365 Personen bezüglich der Häufigkeit der Mutationstypen sowie der Verteilung der einzelnen Mutationen auf die Exons des Dystrophin-Gens ausgewertet. Hieraus konnte ermittelt werden, dass sich bei 780 männlichen Patienten mit gesicherter Diagnose zu 65 Prozent Deletionen, 9 Prozent Duplikationen und 26 Prozent Punktmutationen nachweisen ließen. Desweiteren wurde gezeigt, dass sich bei der Verteilung der Deletionen auf das Dystrophin-Gen zwei hot spot Regionen finden, eine größere im Bereich der Exons 45 - 54 und eine kleinere im Bereich 11 - 20. Die Duplikationen weisen eine Häufung der betroffenen Exons am Anfang des Gens auf, wobei Exon 2 am häufigsten das erste betroffene Exon darstellt. Die Punktmutationen dagegen verteilen sich zufällig über das Gen. Es konnte weiterhin gezeigt werden, dass hinsichtlich der Verteilung der gleichen Mutationen auf das Dystrophin-Gen zwischen einer Gruppe von männlichen Patienten und der Gesamtheit aller Probanden einschließlich Konduktorinnen keine Unterschiede bestehen. Dagegen unterschieden sich die verschiedenen Mutationstypen im Vergleich miteinander hinsichtlich ihrer Verteilung auf das Dystrophin-Gen. Bei der Untersuchung der geographischen Verteilung der DMD und BMD konnte lediglich bei den Duplikationen eine Gleichverteilung in Deutschland bestätigt werden.
N2 - The progressive muscular dystrophies Duchenne (DMD) and Becker (BMD) originate from different mutation types (deletions, duplications, point mutations) in the dystrophin gene, the biggest human gene, which has 79 exons and is located on the short arm of the X-chromosome. Data of 1365 people were evaluated with regard to the frequency of the mutation types as well as the distribution of mutations over the exons of the dystrophin gene. We found that in 780 male patients with secured diagnosis, there were deletions in 65 percent of the cases, duplications in 9 percent and point mutations in 26 percent. Furthermore it was shown that the distribution of deletions in the dystrophin gene shows two hot spot regions, a larger one in the area of exons 45 - 54 and a smaller one in the area of exons 11 - 20. Duplications showed an accumulation of affected exons at the beginning of the gene, with exon 2 being the first affected exon most often. Point mutations in contrast are distributed over the gene randomly. Moreover it was found out that the distribution of mutations in the dystrophin gene did not differ between a group of male patients and the group of all patients including female carriers, whereas mutation types differed regarding their dissemination over the dystrophin gene. With the analysis of the geographic distribution of DMD and BMD a uniform geographical distribution over Germany could be confirmed merely with duplications.
KW - Muskeldystrophie
KW - Duchenne
KW - Dystrophin-Gen
KW - Mutation
KW - Verteilung
KW - Muskeldystrophie
KW - Duchenne
KW - Dystrophin-Gen
KW - Mutation
KW - Verteilung
KW - Muscular Dystrophy
KW - Duchenne
KW - Dystrophin Gene
KW - Mutation
KW - Frequency
Y1 - 2010
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-56490
ER -
TY - THES
A1 - Münch, Andrea
T1 - Funktionsstörungen von DNA-Reparaturgenen als Risikofaktor für die Entwicklung von hereditären kolorektalen Karzinomen
T1 - Defects in DNA repair genes as a risk for the development of hereditary colorectal cancer
N2 - 5 bis 10 % aller kolorektalen Karzinome entstehen auf dem Boden einer erblichen Disposition. Bei der Tumorgenese dieser hereditären kolorektalen Karzinome spielen pathogenetisch vor allem Mutationen in DNA-Reparaturgenen eine wichtige Rolle. Ziel dieser Arbeit war es, anhand neuester Literatur darzustellen, welche Bedeutung Funktionsstörungen in DNA-Reparaturgenen als Risikofaktoren bei der Entstehung von erblichen kolorektalen Karzinomen haben.Die meisten Mutationen unter den DNA-Reparaturgenen finden sich in Genen des Mismatch-Reparatursystems. Genetische Keimbahnmutationen in MMR-Genen sind an der Pathogenese von vier verschiedenen Krebssyndromen beteiligt, die zu kolorektalen Karzinomen führen können. Es sind das autosomal-dominant vererbte HNPCC-Syndrom mit Mutationen im hMLH1-, hMSH2-, hMSH6-, hMLH3-, hPMS2- und hPMS1-Gen, das autosomal-dominant vererbte Muir-Torre-Syndrom dessen Grundlage Mutationen im hMSH2-, hMLH1- und hMSH6-Gen sind, das autosomal-dominant oder autosomal-rezessiv vererbte Turcot-Syndrom mit Mutationen im hMLH1-, hPMS2-, hMSH2- und hMSH6-Gen sowie das autosomal-rezessiv vererbte Mismatch-Repair-Deficiency-Syndrom mit Mutationen im hMLH1-, hMSH2-, hMSH6- und hPMS2-Gen. Neben genetischen Mutationen werden auch zunehmend epigenetische Modifikationen entdeckt, die DNA-Reparaturgene durch Promotorhypermethylierung inaktivieren und so an der Pathogenese erblicher kolorektaler Karzinome mitwirken. Bis jetzt sind Epimutationen in den MMR-Genen hMLH1 und hMSH2 in der Literatur beschrieben worden. Auch im DNA-Reparaturgen MGMT, einem Gen aus dem Reversions-Reparatursystem, konnten Epimutationen nachgewiesen werden, die die Entstehung von kolorektalen Tumoren fördern.Funktionsstörungen in DNA-Reparaturgenen des Basen-Exzisions-Reparatursystems sind ebenso an der Tumorgenese des kolorektalen Karzinoms beteiligt. Genetische Keimbahnmutationen im DNA-Reparaturgen MUTYH führen zur MUTYH-assoziierten Polyposis (MAP), einem erblichen Krebssyndrom, mit einem autosomal-rezessiven Erbgang. Genetische Mutationen konnten auch im MBD4-Gen, einem weiteren BER-Gen, in kolorektalen Karzinomen nachgewiesen werden.
N2 - In about 5-10% of all cases, colorectal cancer is associated with a highly penetrant dominant or recessive inherited syndrome. Mutations in DNA repair genes play an important role in the tumorigenesis of hereditary colorectal cancer. A systematic literature search was performed to show the role of defects in DNA repair genes as a risk for the development of hereditary colorectal cancer. Germline mutations in DNA mismatch repair (MMR) genes are associated with four different hereditary colorectal cancer syndromes. The most common of these is HNPCC (hereditary non-polyposis colorectal cancer), an autosomal dominant tumour predisposition and is caused by a mutation in one of the mismatch repair genes: hMLH1, hMSH2, hMSH6, hPMS2, hMLH3 or hPMS1. Muir-Torre syndrome is an autosomal dominant inherited disorder associated with germline mutations in the MMR genes hMSH2, hMLH1 or hMSH6. Both autosomal dominant and autosomal recessive modes of inheritance have been described of Turcot syndrome with MMR germline mutations in hMLH1, hPMS2, hMSH2 or hMSH6. The Mismatch-repair-deficiency (MMR-D) syndrome, a novel recessively inherited cancer syndrome, is due to biallelic mutations in one of the MMR genes hMLH1, hMSH2, hMSH6 or hPMS2. Not only genetic alterations play an important role in the development of colorectal cancer also epigenetic modifications are involved. Germline epimutations by promoter hypermethylation of the mismatch repair genes hMLH1 and hMSH2 in HNPCC has been revealed as well as the inactivation of the DNA repair gene MGMT by promoter hypermethylation as a common event in colorectal cancer. Inherited defects in base excision repair genes are also implicated in the colorectal tumorigenesis. MAP (MUTYH-associated polyposis) is a recently described colorectal adenoma and carcinoma predisposition syndrome with biallelic-inherited mutations of MUTYH gene, which encodes a DNA glycosylase in the base excision repair pathway. Mutations of MBD4 gene have also been reported in colorectal cancer.
KW - Dickdarmkrebs
KW - DNS-Reparatur
KW - DNA-Reparaturgene
KW - Kolorektales Karzinom
KW - DNA repair gene
KW - colorectal cancer
Y1 - 2010
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-50072
ER -
TY - THES
A1 - Gerlinger, Simone
T1 - DNA-Reparaturgene als Risikofaktoren für familiären Brustkrebs
T1 - DNA repair genes as risk factors for familial breast cancer
N2 - Die Voraussetzung für die genomische Integrität einer Zelle ist eine funktionierende DNA-Reparatur. Bei deren Zusammenbruch kommt es zur Tumorgenese. In dieser Arbeit wurde literarisch untersucht, welchen Einfluss DNA-Reparaturgene auf das Risiko für die Entwicklung von familiärem Brustkrebs nehmen. Basis für die Brusttumorgenese ist eine defekte Rekombinations-Reparatur. Zunehmend treten auch andere, teilweise weniger erforschte, Reparaturwege in den Vordergrund. Diese könnten miteinander sogar ein komplexes DNA-Reparatur-Netzwerk bilden. Sind deren Komponenten defekt, kommt es zur Brusttumorgenese. Heterozygote Träger einer Mutation in den zentralen Genen haben dabei ein erhöhtes Risiko für familiäre Mammakarzinome. Biallele Träger entwickeln teilweise sehr spezifische hereditäre Brustkrebssyndrome oder Brustkrebs-assoziierte hereditäre Krebssyndrome. Trägerinnen von Mutationen in den DNA-Reparaturgenen mit hoher Penetranz, BRCA1, BRCA2 und TP53, haben ein zwischen 3- und 22-fach erhöhtes Brustkrebsrisiko. Mutationsträgerinnen von Genen mit niedriger Penetranz wie CHEK2, ATM, NBS1 und die FA-Gene BRIP1 und PALB2 haben ein etwa 2- bis 5-faches Risiko. Normvarianten der DNA-Reparaturgene können sogar für ein noch höheres Risiko prädisponieren. Die Polymorphismen üben einen additiven oder dominant negativen Effekt aus und modifizieren so das familiäre Brustkrebsrisiko kumulativ. Weiterhin wird dieses polygene Modell durch Umweltfaktoren moduliert, die das Risiko zusätzlich erhöhen können. Die modulierenden Einflüsse aller bislang detektierten Risikofaktoren müssen jedoch immer wieder durch neue genetische Modelle evaluiert werden. Die DNA-Reparaturgene sind für etwa 30% aller familiären Brustkrebsfälle verantwortlich, der große Rest ist weiterhin unerforscht. Viele, bislang noch wenig beachtete oder unbekannte DNA-Reparaturgene und Gene, die nicht als solche klassifiziert sind, haben das Potential zum Risikogen für Brustkrebs. Nach heutigem Kenntnisstand handelt es sich bei der Entstehung von familiärem Brustkrebs um ein multifaktorielles Geschehen auf der Basis polygenetischer Veränderungen in den DNA-Reparaturgenen.
N2 - Mutations in DNA repair genes play an important role in the tumorigenesis of hereditary carcinomas. A systematic literature search was performed to show the influence of these genes as a risk factor for the development of familial breast cancer. Breast tumour cells lost their genomic integrity mainly due to a defective recombination repair. Increasingly other DNA damage response pathways will be more and more involved and they could pool a complex DNA repair network. If components of the network are mutated, it comes to the breast tumour genesis. Carriers of germline mutations in one of both alleles of the central genes have a higher risk for familial breast cancer. On the other hand, carriers of biallelic mutations develop partially specific recessive hereditary breast cancer syndromes or hereditary cancer syndromes associated with breast cancer. BRCA1, BRCA2 and TP53 are high-penetrance breast cancer susceptibility genes, and disease-causing variants confer a high risk of breast cancer, approximately 3- to 22-fold relative risk. CHEK2, ATM, NBS1 and the both Fanconi anemia genes BRIP1 and PALP2 have a lower penetrance for developing breast cancer and they increase a relative risk about 2- to 5-fold. Additionally, single nucleotide polymorphism exerts influence on the familial breast cancer risk in form of an additive or negative dominant effect. Last but not least this polygenic model will be modulated by various environmental factors. After today's state of knowledge, the origin of familial breast cancer is a matter of multifactorial events on the base of polygenic changes in DNA repair genes.
KW - Brustkrebs
KW - DNS-Reparatur
KW - Familiärer Brustkrebs
KW - DNA-Reparaturgene
KW - Familial breast cancer
KW - DNA repair genes
Y1 - 2010
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-50087
ER -
TY - THES
A1 - Meier, Daniel
T1 - Konservierte transkriptionelle Regulationsmechanismen der Fanconi Anämie core complex Gene
T1 - Conserved regulatory mechanisms of the Fanconi anemia core complex genes
N2 - Fanconi Anämie (FA) ist eine autosomal rezessive, im Falle der Untergruppe FA-B X-chromosomale Erbkrankheit, die mit chromosomaler und genomischer Instabilität verbunden ist und sich durch große phänotypische und genetische Heterogenität auszeichnet. Symptomatisch sind Knochenmarksversagen, eine Vielfalt angeborener Fehlbildungen, die weit überdurchschnittliche Disposition für akute myeloische Leukämie (AML), Plattenepithelkarzinome (SCC) sowie eine zelluläre Hypersensitivität gegenüber DNA Doppelstrangvernetzenden Substanzen. FA wird kompliziert durch ein progressives Knochenmarksversagen. Die FA Proteine sind essentiell für die interstrand crosslink (ICL) repair sowie an anderen DNA Reparatursystemen, beteiligt. Bisher wurden hauptsächlich Regulationsmechanismen untersucht, die die FA Proteine betreffen. Die Regulation der Transkripte war bisher nahezu unbekannt. In der vorliegenden Arbeit wurde die transkriptionelle Regulation der sogenannten FA core complex Gene untersucht. Dabei handelt es sich um acht Gene, deren Produkte im Falle eines DNA Schadens den ersten Proteinkomplex des FA/BRCA Signalweges bilden. Für diese acht Gene wurden in dieser Arbeit die Promotoren identifiziert und ihr Aktivierungspotential charakterisiert. Dabei stellte sich heraus, dass diese ein starkes Potential für die Transkriptionsinitiierung besitzen. Des Weiteren zeigten sich Gemeinsamkeiten in Form von Sequenzmotiven sowie Transkriptionsfaktorbindestellen, die in allen core complex Genen nahezu identisch waren. Durch diese Analysen ergaben sich Hinweise, dass die untersuchten Gene durch Mitglieder des JAK/ STAT (STAT1/4) sowie des TGF-b Signalwegs (SMAD1/4) reguliert werden. Funktionelle Untersuchungen mittels siRNA sowie Fibroblastenzelllinen, die biallelische FANCA Mutationen trugen, bestätigten diese Verbindungen. So hatte der knockdown der entsprechenden Transkriptionsfaktoren einen reduzierenden Einfluss auf die Transkriptmenge der core complex Gene. FANCA-mutierte Zelllinen weisen reduzierte mRNAs von STAT und SMAD auf. Darüber hinaus fanden sich signifikante Änderungen der Transkriptmenge in 112 verschiedenen Mitgliedern dieser Signalwege in den FA-A Zellinien. Eines dieser Mitglieder, IRF1, zeigte fast identische Ergebnisse wie sie bei STAT1/4 sowie SMAD1/4 beobachtet werden konnten. Die vorliegende Arbeit trägt dazu bei, die transkriptionelle Regulation der core complex Gene besser zu verstehen. Die auffälligen Gemeinsamkeiten ihrer Regulation liefern neue Argumente für eine Koevolution dieser Gene.
N2 - Fanconi anemia (FA) is an autosomal recessive, in the case of subgroup B X-linked, disease that is characterized by chromosomal and genomic instability. FA reveals remarkable phenotypic and genetic heterogeneity. Clinical symptoms include the variable presence of typical congenital malformations, progressive bone marrow failure, and a pronounced predisposition for the occurrence of malignancies such as acute myelogenous leukemia (AML) and squamous cell carcinoma (SCC). The FA proteins are essential for the repair of DNA-interstrand crosslinks and are members of the DNA damage response network. This is why FA cells are hypersensitive to agents inducing doublestrand lesions. In the past, a major topic of research was the interaction of the FA proteins. In this thesis work, transcriptional regulation of the FA core complex genes was investigated. These genes include eight members that form, in response to DNA damage, the first protein complex acting in the FA/BRCA pathway. As part of this thesis, the promoters of the FA core complex genes were identified, and their potential for transcriptional activation was studied. All of them revealed strong power for transcriptional activation. There were marked similarities among them including the presence of two shared sequence motifs, of transcription factor binding sites and in the presence of repressor elements defining them as bipartite in their nature. These analyses provided clues that these genes are regulated, in part, by components of theJAK/ STAT (STAT1/4) and the TGF-ß signaling pathways. Functional studies including knockdown experiments or using fibroblast lines with biallelic mutations in FANCA confirmed these connections. Down-regulation of the designated transcription factors decreased the transcript levels of the FA core complex genes. Likewise, FANCA-mutant cell lines showed reduced amounts of mRNA of STAT and SMAD. Moreover, there were significant changes in the expression of 112 members of the corresponding signaling pathways in FA-A cell lines. The present work contributes to a better overall understanding of the transcriptional regulation of the FA core complex genes. Shared similarities provide arguments in favor of a co-evolution of these genes.
KW - Fanconi Anämie
KW - Genregulation
KW - DNS-Reparatur
KW - Fanconi Anämie
KW - Genregulation
KW - DNA-Reparatur
KW - Fanconi Anemia
KW - Genregulation
KW - DNA-Repair
Y1 - 2011
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-65552
ER -
TY - THES
A1 - Kochler, Yvonne
T1 - Der zeitliche Verlauf von Parametern des Zellzyklus bei Patienten mit Fanconi Anämie
T1 - Development of Cell Cycle Parameter in Patients with Fanconi Anemia
N2 - Es werden die Parameter Summe-G2/GF und G0/G1 der hochauflösenden, zweiparametrigen Zellzyklusanalyse von Lymphozyten bei Fanconi-Anämie-Patienten, bei denen mehrere Meßwerte vorliegen, im Hinblick auf Schwankungen untersucht. Nach Auswertung der Daten stellen die Werte keine konstanten Parameter für den einzelnen Patienten dar. Die Langzeitanalyse des Zellzyklusverhaltens peripherer Blutlymphozyten reflektiert jedoch weitgehend die klinische Situation der Patienten.
N2 - Two Parameter - Sum of G2/GF and G0/G1 - of twoparametric, high definition Cellcycle Analyses from Lymphocytes of Fanconi-Anemia-Patients were examined over the time. After Evaluation of Data it became clear, that Sum G2/GF and G0/G1-Parameter are not constant for each Patient over the time. But the longtime Analyses of peripheric Lymphocytes showed that they almost represent the clinical Situation of a Patient.
KW - Fanconi-Anämie
KW - Änderung
KW - Zellzyklus
KW - Parameter
KW - G0/G1
KW - Summe G2/GF
KW - Fanconi Anemia
KW - Development
KW - Parameter
KW - Cellcycle
Y1 - 2012
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-67204
ER -
TY - THES
A1 - Neveling, Kornelia
T1 - Molecular causes and consequences of genetic instability with respect to the FA/BRCA Caretaker Pathway
T1 - Molekulargenetische Ursachen und Folgen genetischer Instabilität am Beispiel des FA/BRCA Caretaker Pathways
N2 - In the context of this thesis, I investigated the molecular causes and functional consequences of genetic instability using a human inherited disease, Fanconi anemia. FA patients display a highly variable clinical phenotype, including congenital abnormalities, progressive bone marrow failure and a high cancer risk. The FA cellular phenotype is characterized by spontaneous and inducible chromosomal instability, and a typical S/G2 phase arrest after exposure to DNA-damaging agents. So far, 13 genes have been identified, whose biallelic (or, in the case of X-linked FANCB, hemizygous) mutations cause this multisystem disorder. The FA proteins interact in a multiprotein network, instrumental and essential in the cellular response to DNA damage. A more comprehensive summary of Fanconi anemia and its myriad clinical, cellular and molecular manifestations is provided in the introduction section of this thesis. The results of my experimental work are presented as published papers and manuscripts ready to be submitted. In the first publication, I investigated the connection between FA genes and bladder tumors. The question I tried to answer was whether a disruption of the FA/BRCA pathway may be a frequent and possibly causal event in bladder cancer, explaining the hypersensitivity of these cells to DNA-crosslinking agents. On the basis of my experimental data I arrived at the conclusion that disruption of the FA/BRCA pathway might be detrimental rather than advantageous for the majority tumor types by rendering them vulnerable towards DNA damaging agents and oxidative stress. The second publication deals with the gene coding for the core complex protein FANCE and tries to answer the question why FANCE is so rarely affected among FA-patients. The conclusion from these studies is that like FANCF, FANCE functions as a probable adaptor protein with a high tolerance towards amino acid substitutions which would explain the relative rareness of FA-E patients. I have also investigated the FANCL gene whose product functions as the catalytic subunit of the E3 ligase. The third publication addresses this issue by providing the first comprehensive description of genetic alterations and phenotypic manifestations in a series of three FA-L patients. The results of my study show that genetic alterations of FANCL are compatible with survival, these alterations may include large deletions such as so far common only in the FANCA gene, FA-L phenotypes can be mild to severe, and FANCL belongs to the group of FA genes that may undergo somatic reversion. The central protein of the FA/BRCA network, FANCD2, is the subject of the fourth publication presented in this thesis. Most importantly, we were able to show that there are no biallelic null mutations in FANCD2. Correspondingly, residual protein of both FANCD2-isotypes (FANCD2-S and FANCD2-L) was present in all available patient cell lines. This suggests that complete abrogation of the FANCD2 protein cannot be tolerated and causes early embryonic lethality. There are at least three FA proteins that are not required for the posttranslational modification of FANCD2. One of these proteins is the 5’-3’ helicase BRIP1 (BRCA1-interacting protein 1), a protein that interacts directly with the breast cancer susceptibility protein BRCA1. I participated in the identification of BRIP1 as the FA protein FANCJ. This discovery is described in the fifth publication of this thesis. The newly discovered protein BRIP1/FANCJ seems to act as one of the mediators of genomic maintenance downstream of FANCD2. Another protein identified downstream of FANCD2 is PALB2. PALB2 was originally discovered as “partner and localizer of BRCA2”. In a candidate gene approach we tested patients with early childhood cancers but without mutations in BRCA2 for mutations in PALB2 (publication 6). PALB2 was identified as a novel FA gene and designated FANCN. FA-N patients are very severely affected. The last publication included in my thesis describes the identification of the FA gene FANCI as the second monoubiquitinated member of the FA/BRCA pathway (publication 7). We identified biallelic mutations in KIAA1794 in four FA patients, thus proving the genuine FA-nature of this candidate sequence. The general discussion provides a synopsis of the results and conclusions of my work with the state of art of FA research.
N2 - Im Rahmen der vorliegenden Dissertation wurden molekulare Ursachen und funktionale Konsequenzen genetischer Instabilität am Beispiel der menschlichen Erbkrankheit Fanconi Anämie (FA) untersucht. FA Patienten zeigen einen sehr variablen klinischen Phänotyp, der in der Regel angeborene Fehlbildungen, progressives Knochenmarkversagen und ein hohes Risiko für Tumorerkrankungen beinhaltet. Der zelluläre Phänotyp der FA ist durch eine spontane und induzierbare chromosomale Instabilität und einen typischen S/G2-Phasen-Arrest nach Exposition mit DNA-schädigenden Agentien charakterisiert. Biallelische oder -im Fall des X-chromosomalen FANCB- hemizygote Mutationen, die zu dieser Erkrankung führen, wurden in bislang 13 Genen identifiziert. Die FA Proteine arbeiten in einem gemeinsamen Netzwerk und sind essentiell beteiligt an der zellulären Antwort auf DNA Schädigung. Eine umfassendere Übersicht über Fanconi Anämie und ihre vielfältigen klinischen, zellulären und molekularen Erscheinungsformen ist in der Einleitung dieser Dissertation gegeben. Die Ergebnisse meiner experimentellen Arbeiten sind in Form von publizierten Fachartikeln und fertigen Manuskripten dargestellt. In der ersten Publikation habe ich den Zusammenhang von FA Genen und Harnblasentumoren untersucht. Die Frage, die ich zu beantworten versucht habe, war, ob ein Defekt im FA/BRCA Weg eine mögliche Ursache für die Entstehung von Blasentumoren sein könnte. Aufgrund meiner experimentellen Daten bin ich zu dem Schluss gekommen, dass ein Defekt im FA/BRCA Weg für einen Tumor vermutlich eher schädlich als vorteilhaft ist, da so ein Defekt den Tumor gegenüber DNA-schädigenden Agentien und oxidativem Stress anfällig machen würde. Meine zweite Publikation befasst sich mit dem Kern-Komplex Protein FANCE und versucht die Frage zu beantworten, warum das FANCE Gen in so wenigen FA Patienten betroffen ist. Die Schlussfolgerung dieser Arbeit war, dass FANCE vermutlich genauso wie FANCF im Kern-Komplex die Rolle eines Adaptor-Proteins mit einer hohen Toleranz gegenüber Aminosäure-Austauschen innehat, was die relative Seltenheit von Patienten dieser Untergruppe erklären könnte. Ich habe weiterhin das FANCL Gen untersucht, dessen Produkt als katalytische Untereinheit der E3-Ligase fungiert. Die dritte Publikation in dieser Dissertation befasst sich mit diesem Thema und enthält eine umfassende Beschreibung von genetischen Veränderungen und phänotypischen Auswirkungen in einer Gruppe von 3 FA-L Patienten. Die Ergebnisse meiner Arbeit haben allerdings gezeigt, dass genetische Veränderungen in FANCL mit dem Leben vereinbar sind, dass diese Veränderungen sehr große Deletionen beinhalten können, was bisher nur für FANCA gezeigt werden konnte, dass FA-L Phänotypen von mild bis schwer betroffen reichen können und dass FANCL zu den Genen gehört, in denen somatische Reversionen stattfinden. Das Schlüsselprotein des FA/BRCA Netzwerks, FANCD2, ist das Thema der vierten Publikation in dieser Dissertation. Insbesondere konnten wir zeigen, dass es keine biallelischen Nullmutationen in FANCD2 zu geben scheint. Dementsprechend war Restprotein von beiden FANCD2-Isoformen, FANCD2-L und FANCD2-S, in allen verfügbaren Patienten-Zelllinien nachweisbar. Dies ließ vermuten, dass ein komplettes Fehlen des FANCD2 Proteins nicht tolerierbar ist und frühe embryonale Letalität verursacht. Es mindestens drei Proteine, die nicht für diese posttranslationale Modifikation benötigt werden. Eines dieser Proteine ist die 5’-3’ Helikase BRIP1 (BRCA1-interagierendes Protein 1), ein Protein, das direkt mit dem Brustkrebs-assoziierten Protein BRCA1 interagiert. Ich war an der Identifizierung von BRIP1 als FA Protein (FANCJ) beteiligt. Diese Entdeckung ist in der fünften Publikation meiner Dissertation beschrieben. Das neu entdeckte Protein BRIP1/FANCJ, das direkt mit BRCA1 interagiert, scheint als einer der Mediatoren zur Aufrechterhaltung genomischer Stabilität downstream von FANCD2 zu wirken. Ein weiteres Protein downstream von FANCD2 ist PALB2. PALB2 wurde ursprünglich als „Partner und Lokalisierer von BRCA2“ entdeckt. In einer Kandidatengen-Studie haben wir Patienten mit frühkindlichen Tumoren, aber ohne Mutationen in BRCA2, auf Mutationen in PALB2 untersucht (Publikation 6). Aufgrund unserer Ergebnisse haben wir PALB2 als ein neues FA Gen identifiziert und haben es FANCN genannt. Genauso wie FA-D1 Patienten sind FA-N Patienten sehr schwer betroffen. Die letzte Publikation meiner Dissertation beschreibt die Identifikation des FA Genes FANCI, dessen Produkt das zweite monoubiquitinierte Mitglied des FA/BRCA Weges darstellt (Publikation 7). Wir haben in vier Patienten biallelische Mutationen in KIAA1794 gefunden, und so zeigen können, dass KIAA1794 wirklich ein FA Gen ist. Die generelle Diskussion birgt eine Synopsis der Ergebnisse und Schlussfolgerungen meiner Forschung mit dem aktuellen Wissensstand über FA.
KW - Fanconi-Anämie
KW - DNS-Reparatur
KW - Chromosomenbruch
KW - Blasentumor
KW - Brustkrebs
KW - Methylierung
KW - DNA-Instabilitätssyndrom
KW - Mutationsanalyse
KW - DNA-Quervernetzung
KW - Genetik
KW - Zellzyklus
KW - Fanconi anemia
KW - DNA repair
KW - chromsomal instability
KW - interstrand crosslink
Y1 - 2007
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-27383
ER -
TY - THES
A1 - Kreuzer, Mirjam
T1 - Umgang mit der Legasthenie - vier Fallbeschreibungen
T1 - Coping with dyslexia - four case reports
N2 - Die Fallbeschreibungen der vorliegenden Arbeit befassen sich mit der Entwicklung von vier Legasthenikern bis in das Erwachsenenalter hinein. Dabei wird besonders auf die schulische und berufliche Entwicklung, die Förderung und Therapie sowie die psychische Situation eingegangen. Anschließend erfolgt ein Vergleich mit weiteren Studien, die Legastheniker über einen längeren Zeitraum begleitet haben. Es wird deutlich, dass die Entwicklung von Kindern mit einer Lese-Rechtschreibstörung entscheidend von verschiedenen Rahmenbedingungen, wie zum Beispiel einer frühen legastheniespezifischen Förderung, einer schulischen Berücksichtigung der Lese-Rechtschreibstörung, der Unterstützung durch die Familie und der Herkunft abhängt. Unter optimalen Rahmenbedingungen haben auch Legastheniker die Chance, einen ihrer Intelligenz entsprechenden Schulabschluss und einen gehobenen Beruf zu erlangen.
N2 - The case reports of this dissertation describe the development of four dyslexics from childhood to adulthood. Principal topics are the school career, the profession, emotional disorders and options for support and training. The results are compared with other studies about the long-term outcome of dyslexics. The development of dyslexic children depends on several conditions, for example an early specific treatment, a remedial work at school, support of family members and the social background. If these conditions are appropriate, an academic achievement corresponding to the intellectual abilities of the dyslexic is possible.
KW - Legasthenie
KW - Lese-Rechtschreibstörung
KW - Entwicklung
KW - Förderung
KW - psychische Probleme
KW - Erfolg
KW - dyslexia
KW - development
KW - treatment
KW - emotional disorders
KW - success
Y1 - 2011
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-69896
ER -
TY - THES
A1 - Damatova, Natalja
T1 - Identifizierung und Charakterisierung von krankheitsassoziierten Mikrodeletionen mit modernen molekularzytogenetischen Methoden
T1 - Identification and characterization if disease associated microdeletions with modern molecular cytogenetic methods
N2 - Das Hauptziel der medizinischen Genetik ist es, die Ursachen für genetisch hervorgerufene Krankheiten zu finden, um eine bessere Behandlung der Patienten zu gewährleisten, sei es um die Medikamente auf den Metabolismus des Individuums anzupassen oder natürlich dazu, um die Krankheit selbst zu behandeln und in Zukunft auch heilen zu können. Um dieses Ziel zu erreichen werden immer neue Technologien entwickelt, die mit Hilfe von bereits etablierten Methoden auf ihre Eignung hin überprüft werden müssen. Eine der neuesten Entwicklungen stellt die Array-Technologie dar. In dieser Studie wurde versucht zu überprüfen, inwieweit diese neue Methode zur Analyse von einzelnen bis wenigen Patienten mit bestimmten Syndromen geeignet ist. Dafür wurden mehrere Patienten mir sehr unterschiedlichen Phänotypen ausgesucht, die verschiedene Ursachen und Entstehungsmechanismen der genetischen und phänotypischen Veränderung vermuten ließen. Die erste hier dargestellte Publikation beschreibt einen Fall mit einer einseitigen Schalleitungsschwerhörigkeit, der mit einer Translokation der(18)t(18;22) mit der involvierten Deletion 22pter→q11.21, sowie den darin enthaltenden Genen der CES-Region, erklärt wurde. Der in der zweiten Publikation beschriebene Fall mit MR und Verhaltensauffälligkeiten wurde mit einer intragenischen Mikrodeletion im Gen IL1RAPL1 korreliert. Zwei Fälle autoimmunbedingten Leberversagens bei einem Phelan-McDermid Syndrom wurden in der dritten Publikation primär auf eine Deletion des Gens PIM3 zurückgeführt. Ein autistischer Junge mit einer Entwicklungsverzögerung und gewalttätigen Ausbrüchen zeigte in der vierten Publikation ein sehr komplexes Rearrangement mit mehreren Brüchen im Gen CNTNAP2 und Deletionen anderer Gene, die zusammen für den Phänotyp verantwortlich sein können. Keine Mikrodeletion, sondern eine Epimutation in Chromosom 14q32.2 war die Ursache für die Adipositas mit einer Sprachentwicklungsverzögerung bei einem Jungen, der in der fünften Publikation beschrieben ist. Um die o. g. genetischen Veränderungen zu finden, wurden verschiedene Methoden wie die GTG-Bänderung, FISH, MLPA und verschiedene Array-Systeme verwendet. Mit jeder von diesen Methoden konnten neue und einander ergänzende Daten zu den genetischen Veränderungen eines Individuums gewonnen werden. Keine der Methoden konnte für sich allein ein vollständiges Bild liefern. Die GTG-Bänderung zeigt zwar das ganze Genom, hat aber die Limitierung der niedrigen Auflösung. Sie konnte dennoch Anhaltspunkte für höherauflösende Untersuchungsmethoden geben. Dazu gehörte die FISH, die entweder zur feineren Auflösung der Bänderungsdaten oder zur Bestätigung von Array-Befunden verwendet wurde. Die MLPA wurde unterstützend auf der Suche nach sehr kleinen Veränderungen in eingegrenzten Regionen eingesetzt. In einigen der beschriebenen Fälle wurden trotz eines negativen Bänderungsbefundes aufgrund des auffälligen Phänotyps genetische Ursachen vermutet, und daher feiner auflösende Methoden eingesetzt. Die am höchsten auflösenden Array-basierten Methoden wurden eingesetzt, wenn ansonsten keine Ergebnisse zu erzielen waren, oder eine feinere Auflösung der vorhandenen Daten erreicht werden sollte. Anschließend konnten die Erkenntnisse über die Veränderungen mit dem Phänotyp korreliert werden, um ein Kandidatengen oder eine Kandidatengenregion zu ermitteln. Aufgrund der großen Datenmenge aus den Array-Experimenten, waren zur Entscheidung über die Relevanz der Daten bezüglich der Entstehung des Phänotyps umfassende Datenbank- und Literatur-Recherchen notwendig. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass die Array-Technologie einen großen Fortschritt darstellt, in der Suche nach Ursachen für genetische Erkrankungen. Sie hat aber technische Limitierungen und um das Problem der Phänotyp-Genotyp-Korrelation zu vereinfachen, werden weltweit noch viele Daten gesammelt werden müssen. Das ist eine Frage der Zeit und der Weiterentwicklung geeigneter Technologien.
N2 - The major aim of medical genetics is to find the reasons for genetic diseases, to ensure better treatment of patients, for example to better adapt medication to the patient’s metabolism or to treat and in the future also to cure the illness. To reach this goal new technologies are developed, which have to be tested for their applicability by already established methods. One of the newest developments is constituted by the array-technology. In this study it has been tried to find out to which extent this new method is suited for testing individual or few patients with certain syndromes. To do that several patients have been chosen with very different phenotypes, for which different mechanisms underlying the genetic and phenotypic changes were presumed. The first paper presented here describes a case with unilateral conductive hearing loss, which was explained by the translocation der(18)t(18;22) including the deletion of the region 22pter→q11.21 and the genes of the CES region. The case with MR and behavioral abnormalities described in the second paper was associated with an intragenic deletion of IL1RAPL1. Two cases of hepatic failure caused by an autoimmune reaction in patients with the Phelan-McDermid syndrome were explained by the deletion of PIM3 in the third paper. In the fourth paper an autistic boy with a developmental delay and violent outbursts had a very complex rearrangement containing many breaking points in CNTNAP2 and deletion of other genes, which altogether explain the phenotype. Not a microdeletion, but an epimutation in 14q32.2 was the cause for the obesity with a speech delay in a boy described in the fifth paper. Different methods were used to find the above mentioned genetic changes, i.e. GTG-banding, FISH, MLPA and several array-systems. Each of these methods revealed new and complementing data about the genetic changes of an individual. None of the methods alone could provide a complete picture. GTG-banding shows the entire genome, but has the limitation of a low resolution. This banding method provided candidate regions for further investigations with higher resolving methods. FISH was used for this cause or to confirm array data. MLPA was used to search for very small changes in specific regions. In some of the described cases with negative findings in the GTG-banding but a noticeable phenotype, genetic cause was assumed and higher resolving methods were used. The method with the highest resolution were the array-based technologies, which were used as screening method if no information could be obtained by any other method. Finally, the findings on the genetic changes were correlated with the phenotype to determine the candidate gene or a candidate gene region. Due to the large amount of data obtained from the array-experiments, the correlation required a decision about the relevance of the data for the development of the phenotype based on thorough database research. Collectively, it can be said that the array-technology is a useful technique for searching for reasons of genetic diseases. But it has its technical limitations. To facilitate the problem of the phenotype-genotype-correlation, data has to be accumulated worldwide. It is a question of time and further development of adequate technologies.
KW - Deletion
KW - Erbkrankheit
KW - Microarray
KW - Mikrodeletionen
KW - Array-Methoden
KW - Microdeletions
KW - array-CGH
KW - SNP-Array
Y1 - 2011
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-65727
ER -
TY - THES
A1 - Luber, Verena
T1 - Einfluss des Keimzellmosaiks auf die Segregation bei den Muskeldystrophien Duchenne und Becker
T1 - The Influence of germline mosaicism to the muscular dystrophies Duchenne and Becker
N2 - Schätzung der Segregation beim Keimzellmosaik in Familien mit DMD/BMD anhand ausgewählter Stammbäume zur Verbesserung der Situation in der genetischen Beratung
N2 - Estimation of the segregation in DMD/BMD-families with germ-line mosaicism with the help of selected pedigrees to improve the situation in genetic counseling
KW - Duchenne-Syndrom
KW - Muskeldystrophie
KW - DMD
KW - BMD
KW - Muskeldystrophie Duchenne
KW - Muskeldystrophie Becker
KW - Keimzellmosaik
KW - Segregation
KW - germinal mosaicism
KW - germ-line mosaicism
KW - duchenne muscular dystrophy
KW - becker muscular dystrophy
Y1 - 2010
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-65866
ER -
TY - THES
A1 - Meyer, Johanna
T1 - Untersuchungen von Cyrillic 2.13 zur Abschätzung der Mutations- und Erkrankungswahrscheinlichkeit bei erblichem Mamma- und Ovarialkarzinom
T1 - Examinations of Cyrillic 2.13 for the Estimation of Mutationrate and the likeliness of disease in hereditary breast- and ovarian cancer
N2 - In dieser Arbeit wird anhand eines Würzburger Studienkollektivs von erblich an Brust-und Ovarialkrebs Erkrankten, das 150 Ratsuchende umfasst, das Risikokalkulationsprogramm Cyrillic 2.13 zur Abschätzung von Mutations- und Erkrankungswahrscheinlichkeiten bei erblichem Brust- und Ovarialkrebs untersucht. Es werden die vom Programm berechneten Mutationswahrscheinlichkeiten mit dem tatsächlichen Mutationsstatus der Probanden verglichen. Außerdem werden Stammbäume der Probanden auf Angehörige 1. und 2. Generation gekürzt, um zu untersuchen, ob dies die errechneten Ergebnisse beeinflusst. Es zeigt sich hierbei jedoch kein signifikanter Unterschied.
N2 - The risk calculating programme Cyrillic 2.13 for the likeliness of developing hereditary breast- and ovarian cancer is being examined in 150 Probands of Würzburg who had already been tested for mutations in brca -genes. It was known whether they had or did not have a mutation. The results are being compared to those calculated by Cyrillic 2.13 depending on their pedegree. The probands' pedigrees then were reduced to only first- and second degree relatives in order to figure out whether there is an influence on the calculated mutation rate or not. The results show, that there is no significant difference between the mutation rates offered by the programme compared to those tested for the probands.
KW - Brustkrebs
KW - Eierstockkrebs
KW - Excelsior Cyrillic
KW - Genmutation
KW - Mutationswahrscheinlichkeit
KW - Rechenprogramme
KW - Cyrillic 2.13
KW - Erkrankungswahrscheinlcihkeit
KW - Mutationrate
KW - Breastcancer
KW - Ovariancancer
KW - Cyrillic 2.13
Y1 - 2010
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-65757
ER -
TY - THES
A1 - El Hajj, Nady
T1 - Epimutations in Germ-Cell and Embryo Development: Possible Consequences for Assisted Reproduction
T1 - Epimutationen in der Keimzell- und Embryonalentwicklung : Mögliche Konsequenzen für die assistierte Reproduktion
N2 - Assisted reproductive technologies (ART) emerged in the late 1970’s as a therapy for human infertility. Up till now more than 3 million babies have been conceived through ART, demonstrating the safety and efficiency of the technique. Published reports showed an increase in the rate of imprinting disorders (Beckwith Wiedemann Syndrome, Angelman Syndrome, etc.) in babies born after ART. What are the effects imposed through ART and should researchers reassess its safety and implications on the future offspring? Throughout this thesis, I analyzed the methylation patterns of germ cells and embryos to determine whether in vitro maturation and in vitro fertilization have a negative impact on the epigenetic patterns. Furthermore, DNA methylation was compared between sperm of infertile and presumably fertile controls in order to understand whether epigenetic disturbances lead to infertility at the first place. The occurrence of methylation aberrations in germ cells of infertile patients could be transmitted to new-borns and then cause epigenetic disorders. In order to elucidate the imprinting status within single cells, I developed a new technique based on limiting dilution where bisulfite treated DNA is distributed across several wells before amplification. This allowed methylation measurement at the single allele level as well parent of origin detection. In a total of 141 sperm samples from couples undergoing in vitro fertilization (IVF) or intracytoplasmic sperm injection (ICSI) including 106 with male factor or combined infertility and 28 with female infertility, I detected a significant correlation between lower quality of semen parameters (sperm count, percentage of abnormal sperm, and percentage of motile sperm) and the rate of imprinting errors. ALU repeats displayed a higher methylation in sperm DNA of patients leading to a pregnancy and live birth, compared to patients in which pregnancy was not achieved or a spontaneous abortion occurred. A discriminant analysis based on ALU methylation allowed correct classification of >70% of cases. Preliminary data from illumina methylation arrays where more than 27,000 CpGs were analyzed determined that only a single CpG site from the open reading frame C14orf93 was significantly different between the infertile and presumably fertile control group. However, further improvements on data normalization might permit detection of other differentially methylated regions. Comparison of embryos after natural conception, in vitro fertilized embryos from superovulated oocytes, and embryos achieved through fertilization of in vitro cultured oocytes revealed no dramatic effect on the imprinting patterns of Igf2r, H19, and Snrpn. Oocyte cryotop vitrification did not result in a dramatic increase of imprinting mutations in oocytes even though the rate of sporadic methylation errors in single Snrpn CpGs were higher within the in-vitrified group. Collectively, the results I will present within this thesis suggest an increase in the rate of imprinting errors within the germ cells of infertile patients, in addition to a decrease in genome wide methylation of ALU repetitive elements. I did not observe a detrimental effect on the methylation patterns of oocytes and the resulting embryos using in vitro maturation of oocytes and/or standard IVF with in vivo grown superovulated oocytes.
N2 - Assistierte Reproduktionstechniken (ART) wurden in den späten 1970er Jahren als Therapie für unfruchtbare Paare mit Kinderwunsch etabliert. Bis zum heutigen Tage wurden dank ART weltweit mehr als 3 Millionen Kinder geboren, ein eindrucksvoller Beweis für die Sicherheit und Effizienz dieser Methode. Dennoch zeigen veröffentlichte Studien einen Anstieg in der Rate von Imprinting-Erkrankungen (Beckwith Wiedemann-Syndrom, Angelman-Syndrom, etc.) bei Kindern, die nach assistierter Reproduktion geboren wurden. Es stellt sich die Frage, welche Effekte durch ART ausgelöst werden können und ob eine neue Einschätzung dieser Methode bezüglich ihrer gesundheitlichen Implikationen für künftige Generationen notwendig ist. In dieser Arbeit habe ich mögliche negative Effekte von in vitro-Maturation und -Fertili-sierung auf Methylierungsmuster humaner und muriner Keimzellen, sowie Maus-Embryonen untersucht. Aberrante DNA-Methylierungsmuster in Keimzellen von infertilen Patienten könnten auf die Neugeborenen übertragen werden und epigenetische Erkrankungen zur Folge haben. Ob epigenetische Störungen im Zusammenhang mit Infertilität stehen, wurde außerdem durch den Vergleich der DNA-Methylierung von Spermien infertiler und fertiler Männer untersucht. Um den Imprintigstatus auf Einzelzellebene zu bestimmen, habe ich basierend auf „Limiting Dilution“ eine neue Methode entwickelt. Bei diesem Verfahren wird Bisulfit-behandelte DNA vor der PCR-Amplifikation in mehrere Reaktionsgefässe verdünnt. Dies erlaubt die Methylierungsanalyse einzelner Allele und die Detektion elternspezifischer Methylierungsmuster. Mit insgesamt 141 Sperma-Proben von Paaren, die sich einer in vitro- Fertilisierung (IVF) oder einer Intrazytoplasmischen Spermieninjektion (ICSI) unterzogen hatten, davon 28 mit weiblicher und 106 mit männlicher oder kombinierter Unfruchtbarkeit, konnte ich einen positiven Zusammenhang zwischen der Rate an Imprinting-Fehlern und geringer Sperma-Qualität (gemessen an Standardparametern) ableiten. ALU-Sequenzen zeigten in Spermien-DNA von Patienten mit erfolgreicher Schwangerschaft und Geburt eine höhere Methylierung als von Patienten mit fehlgeschlagener Schwangerschaft oder Spontanabort. Eine auf der ALU-Methylierung basierende Diskriminanzanalyse konnte mehr als 70% aller Fälle korrekt klassifizieren. Vorläufige Daten aus Experimenten mit Illumina Methylierungs-Arrays mit einer Auflösung von mehr als 27.000 CpG-Positionen identifizierten einen signifikanten Gruppenunterschied zwischen Patienten- und Kontrollgruppe für eine CpG-Position innerhalb des offenen Leserahmens C14orf93. Verbesserungen der Datenauswertung (Normalisierung, Testung etc.) sollten die Entdeckung weiterer differenziell methylierter Regionen erlauben. Der Vergleich von Mausembryos aus natürlicher Konzeption, aus in vitro kultivierten und fertilisierten Oozyten und aus in vitro Fertilisation nach Superovulation zeigte keine dramatischen Effekte auf die Imprinting-Muster der geprägten Gene Igf2r, H19 und Snrpn. Das gilt auch für Cryo-Top vitrifizierte Oozyten, wenn auch die Rate sporadischer Methylierungsfehler einzelner CpG-Positionen in Snrpn etwas höher war als in den Kontrollgruppen. Zusammengenommen lassen die in dieser Arbeit präsentieren Resultate auf eine Zunahme an Imprinting-Fehlern und eine genomweite Abnahme der Methylierung repetitiver ALU-Sequenzen in den Keimzellen infertiler Patienten schließen.
KW - Reproduktionsmedizin
KW - Epigenotypus
KW - Mutation
KW - assistierte Reproduktion
KW - Keimzell- und Embryonalentwicklung
KW - Epimutation
KW - Epigenetics
KW - Asisted Reproduction
KW - Imprinting
Y1 - 2011
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-65995
ER -
TY - THES
A1 - Larsen, Mirjam
T1 - Zur genetischen Heterogenität der Muskeldystrophien: alternative genetische Ursachen der Myotonen Dystrophie und FSHD
T1 - The genetic heterogeneity of the muscular dystrophies: alternative genetic causes of myotonic dystrophy and FSHD
N2 - Die klinische Symptomatik verschiedener erblicher Muskelerkrankungen verläuft oft erstaunlich ähnlich mit Muskelschwäche und -schwund als den hervorstechenden Alltagsproblemen. Dem gegenüber sind die genetischen Grundlagen sehr vielfältig mit > 250 bisher identifizierten Genen (musclegenetable.org). Auch innerhalb eines definierten Krankheitsbildes werden verschiedene genetische Ursachen nebeneinander gefunden, was durch die Verknüpfung in einem gemeinsamen Pathomechanismus begründet sein kann. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit verschiedenen Aspekten dieser genetischen Heterogenität am Beispiel der beiden häufigen Muskelerkrankungen Myotone Dystrophie (DM) und Facioscapulohumerale Muskeldystrophie (FSHD), bei denen alternative genetische Ursachen, sowie anknüpfende Fragestellungen untersucht wurden.
Das erste Projekt dieser Arbeit beschäftigt sich mit Fragestellungen, welche die DM betreffen. Die DM Typ 1 und Typ 2 (DM1 und DM2) bilden zusammen die häufigste Muskelerkrankung im Erwachsenenalter. Sie ist durch die gemeinsamen Symptome Myotonie, Muskelschwäche und Katarakt sowie die Beteiligung weiterer Organsysteme gekennzeichnet, was sie zu einer multisystemischen Erkrankung macht. Die genetische Ursache liegt für beide Formen in einer Repeatexpansion eines Mikrosatelliten in der untranslatierten Region zweier Gene (DMPK in DM1, CNBP in DM2). Dem gemeinsamen Pathomechanismus liegt eine toxische Funktionsgewinn-Mutation des expandierten RNA-Transkripts zugrunde.
Die beiden bekannten Formen der DM sind phänotypisch häufig nicht unterscheidbar, weshalb in vielen Fällen beide Erkrankungen molekulargenetisch untersucht werden müssen. Dabei ist die Diagnostik der DM durch die Notwendigkeit des Nachweises von sehr großen Repeatexpansionen recht aufwändig und die Bestimmung der Repeatlänge im Fall der DM2 nur eingeschränkt möglich. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Test zum Nachweis der Repeatexpansionen auf der Basis der Methode des Molecular Combing entwickelt, welche den gleichzeitigen Nachweis der beiden Loci von DM1 und DM2 erlaubt und zusätzlich eine direkte Messung der Repeatlänge ermöglicht. Das Molecular Combing ist eine fluoreszenz-mikroskopische Einzelmolekül-Analysemethode, durch die es erstmals möglich wurde, die vermutete somatische Instabilität bei DM2 darzustellen.
Das zweite DM-Teilprojekt beschäftigt sich mit der Identifikation möglicher alternativer genetischer Ursachen für die Erkrankung. Dies wurde anhand einer Kohorte von 138 DM1- und DM2-negativen Indexpatienten mit dem typischen DM-Phänotyp untersucht. Ausgehend von dem gemeinsamen Pathomechanismus wurden die primären Krankheitsgene DMPK und CNBP, sowie CELF1 und MBNL1, welche wichtige Rollen auf sekundärer Ebene des Pathomechanismus spielen, mittels Next Generation Sequencing untersucht. Dabei wurde eine auffällige Variante in DMPK gefunden, keine Varianten in CNBP oder CELF1 und drei Varianten in MBNL1, was auf MBNL1 als Kandidatengen einer alternativen Ursache für DM hinweist. MBNL1 ist ein gewebespezifischer Spleißregulator, welcher einen Wechsel von einem fetalen zu einem adulten Spleißmuster im Muskel steuert. Die Pathogenität einer der Varianten wurde in einem RNA-Spleißassay mit MBNL1-Targetgenen untersucht. Dabei konnten keine spezifischen Spleiß-Effekte festgestellt werden, aber eine Verminderung des Expressionsniveaus im Sinne einer Haploinsuffizienz. Die 3D-Modellierung dieser Variante deutet auf Änderungen der Oberflächenladungen in MBNL1 hin. Der Nachweis der Pathogenität der Varianten und somit die Ursächlichkeit von MBNL1-Mutationen für DM konnte hiermit nicht abschließend geklärt werden. Die gefundenen Ergebnisse regen jedoch hoffentlich zu nachfolgenden Studien an.
Das zweite Projekt dieser Arbeit beschäftigt sich mit Fragestellungen um die FSHD. Diese bildet die dritthäufigste Muskelerkrankung, charakterisiert durch eine oft asymmetrische Schwäche der Muskulatur von Gesicht, Schultergürtel und Oberarmen. Genetisch ist die FSHD Typ 1 (FSHD1) mit einer Kontraktion des Makrosatelliten D4Z4 verknüpft, was eine Relaxation der Chromatinstruktur der Region mit sich bringt und damit die ektopische Expression des apoptotisch wirkenden Proteins DUX4 ermöglicht. Die pathogene Ausprägung dieser Funktionsgewinn-Mutation findet dabei nur in Verbindung mit einem FSHD-permissiven Haplotyp statt.
Auf der Grundlage des gleichen Pathomechanismus wurde eine zweite Form der FSHD (FSHD2) vorgestellt, bei der die Chromatinrelaxation unabhängig von der Länge von D4Z4 durch einen Defekt in dem an der DNA-Methylierung beteiligten Gen SMCHD1 assoziiert sein soll. Die Vererbung von FSHD2 verläuft digenisch mit Mutationen in SMCHD1 und dem FSHD-permissiven Haplotyp auf zwei unabhängigen Loci. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine Kohorte von 55 FSHD1-negativen Patienten mit dem typischen FSHD-Phänotyp untersucht. Dabei wurden der Haplotyp, die Methylierung von D4Z4 sowie das SMCHD1-Gen analysiert. Es konnten neun Patienten mit einem Defekt in SMCHD1 identifiziert werden. In einer zweiten Kohorte von 45 FSHD1-positiven Patienten wurde untersucht, ob SMCHD1-Mutationen auch in Kombination mit einer Kontraktion von D4Z4 vorkommen. Dieser Fall von FSHD1+2 konnte für drei Patienten gezeigt werden, welche außerdem einen auffällig schweren Phänotyp zeigten. SMCHD1 kann also als Modifier-Gen für die Schwere der Erkrankung bei FSHD1 angesehen werden. Damit wurden insgesamt zwölf SMCHD1-Mutationsträger identifiziert, davon sind zehn der Varianten noch nicht beschrieben worden. Für alle erkrankten Mutationsträger konnte eine Methylierung von D4Z4 ≤ 20 % ermittelt werden, was als diagnostisches Kriterium verwendet werden kann. Mit einem Anteil von 16,3 % Mutationsträger in der FSHD1-negetiven Kohorte bildet FSHD2 einen bedeutenden Anteil an dem Krankheitsbild der FSHD, weshalb die entwickelten Analysen in die Routinediagnostik eingegliedert wurden.
Das zweite Teilprojekt der FSHD beschäftigt sich mit der Funktion des SMCHD1-Gens bei der X-Inaktivierung (XI). Es ist bekannt, dass SMCHD1 bei weiblichen Mäusen an der Aufrechterhaltung der XI mitwirkt. Die Untersuchung der XI bei FSHD2-Frauen ergab eine extreme Verschiebung der erwarteten XI von 50:50 auf 0:100 oder 100:0 bei sechs von 13 Patientinnen. Die übrigen sieben zeigten eine XI im Normalbereich von > 20:80 oder < 80:20. Der Befund der einseitigen Verschiebung könnte auf einen negativen Selektionsdruck gegenüber Zellen mit unvollständiger XI hindeuten. Es wäre interessant zu untersuchen, ob sich der gleiche Effekt auch in einer größeren Kohorte wiederfindet und ob er sich mit der Art der Mutation korrelieren lässt.
N2 - The clinical presentation of many inherited muscular disorders is often remarkably similar with muscle weakness and wasting as the most prominent everyday problems. By contrast, the genetic basis is highly heterogeneous with so far > 250 identified genes (musclegenetable.org). Even within a defined disease group different genetic causes are found side by side which can be explained by linking into a common pathomechanism. The present thesis deals with different aspects of this genetic heterogeneity using the two common muscular disorders myotonic dystrophy (DM) and facioscapulohumeral muscular dystrophy (FSHD) as examples. It addresses questions on alternative genetic causes and related issues.
The first project of this work is focused on issues related to DM. DM type 1 and DM type 2 (DM1 and DM2) together represent the most frequent muscular disorder in adulthood. Clinically, the disease is characterized by the common symptoms myotonia, muscular weakness and cataract as well as multi organ involvement, making it a multisystemic disorder. The genetic cause of both forms is the expansion of a microsatellite repeat in the untranslated regions of two different genes (DMPK in DM1, CNBP in DM2). The common pathogenic mechanism is based on a toxic gain of function mutation of the expanded RNA transcript.
The two known forms of DM are phenotypically often not distinguishable which is why in many cases molecular genetic testing for both forms must be performed. In addition, the diagnosis of DM is quite challenging due to the need of detecting very large repeat expansions. Furthermore, an exact determination of repeat length in DM2 has so far not been possible. In this study, a test based on the method Molecular Combing was developed for detection of the repeat expansions, which allows for the simultaneous detection of the two loci of DM1 and DM2 in a single assay and in addition for a direct measurement of the repeat length. The Molecular Combing is a fluorescence microscopic single-molecule method which enables for the first time the visualization of the suspected somatic instability in DM2.
The second DM-project deals with the identification of possible alternative genetic causes of the disease. This was investigated by a cohort of 138 DM1- and DM2-negative index patients displaying the typical DM-phenotype. Based on the common pathogenic mechanism, the primary disease genes DMPK and CNBP, as well as CELF1 and MBNL1 which play important roles on a secondary level of the pathomechanism were examined by Next Generation Sequencing. One candidate variant was found in DMPK, no variants in CNBP or CELF1 and three variants in MBNL1, suggesting that MBNL1 is an alternative candidate gene for DM. MBNL1 is a tissue-specific splicing regulator which controls the change from a fetal to an adult splicing pattern in muscle. Pathogenicity of one of the variants was tested in an RNA splicing assay with MBNL1 target genes. No alternative splicing patterns were observed but a reduction in expression levels suggests a haploinsufficiency mechanism. 3D-modelling of this variant suggests a change in surface charge of MBLN1. However, the proof of the pathogenicity of the three variants and thus the causality of MBNL1 mutations as a cause for DM still remains to be confirmed. Hopefully, our observations may foster further studies into this direction.
The second project of this thesis deals with the genetic causes of FSHD. This is the third most common muscular disorder, characterized by often asymmetric weakness of the muscles of the face, shoulder girdle and upper arms. Genetically, FSHD type 1 (FSHD1) is associated with a contraction of the macrosatellite repeat D4Z4 which induces a relaxation of the chromatin structure of the region and thus allows ectopic expression of the apoptotic DUX4 protein. Pathogenicity of this gain-of-function mutation is exclusively associated with a permissive FSHD haplotype.
Based on the same pathomechanism, a second form of FSHD (FSHD2) has been described in which chromatin relaxation is caused by a defect in the SMCHD1 gen that is involved in DNA methylation - independent of the D4Z4 repeat length. The inheritance of FSHD2 is therefore digenic with mutations in SMCHD1 and a FSHD permissive haplotype, located on two different chromosomes. In this study, a cohort of 55 FSHD1-negative patients displaying the typical FSHD phenotype was studied. The haplotype, methylation of D4Z4 and the SMCHD1 gene were analyzed. A number of nine patients with mutations in SMCHD1 could be identified. In a second cohort 45 FSHD1-positive patients were examined, addressing the question, whether SMCHD1 mutations also occur in combination with a contraction of D4Z4. The condition of FSHD1 + 2 was found in three patients who also showed a strikingly severe phenotype. SMCHD1 therefore can be regarded as a modifier gene for disease severity in FSHD1. In total, twelve SMCHD1 mutation carriers were identified in this study with ten novel variants. For all affected mutation carriers methylation of D4Z4 was found to be ≤ 20 % which can be used as a diagnostic criterion. With a proportion of 16.3 % mutation carriers in the FSHD1-negative cohort FSHD2 represents a significant part of the clinical spectrum of FSHD. Based on these findings, a modified algorithm for routine diagnostics of FSHD is presented.
The second FSHD-project deals with the function of the SMCHD1 gene in X-inactivation (XI). It is known that in female mice SMCHD1 is involved in the maintenance of XI. The investigation of XI in FSHD2-women showed an extreme shift of the expected XI of 50:50 to 0:100 or 100:0 in six of 13 patients. The remaining seven patients showed XI in the normal range of > 20:80 or < 80:20. The finding of this one-sided shift could indicate a negative selection pressure against cells with incomplete XI. It would be interesting to investigate whether this effect can be confirmed in a larger cohort and whether it can eventually be correlated with the type of mutation.
KW - Humangenetik
KW - Myotonische Dystrophie
KW - Landouzy-Déjerine-Atrophie
KW - Gen
Y1 - 2015
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-123431
ER -
TY - JOUR
A1 - Farag, Heba Gamal
A1 - Froehler, Sebastian
A1 - Oexle, Konrad
A1 - Ravindran, Ethiraj
A1 - Schindler, Detlev
A1 - Staab, Timo
A1 - Huebner, Angela
A1 - Kraemer, Nadine
A1 - Chen, Wei
A1 - Kaindl, Angela M.
T1 - Abnormal centrosome and spindle morphology in a patient with autosomal recessive primary microcephaly type 2 due to compound heterozygous WDR62 gene mutation
JF - Orphanet Journal of Rare Diseases
N2 - Background: Autosomal recessive primary microcephaly (MCPH) is a rare neurodevelopmental disease with severe microcephaly at birth due to a pronounced reduction in brain volume and intellectual disability. Biallelic mutations in the WD repeat-containing protein 62 gene WDR62 are the genetic cause of MCPH2. However, the exact underlying pathomechanism of MCPH2 remains to be clarified.
Methods/results: We characterized the clinical, radiological, and cellular features that add to the human MCPH2 phenotype. Exome sequencing followed by Sanger sequencing in a German family with two affected daughters with primary microcephaly revealed in the index patient the compound heterozygous mutations c. 1313G>A (p.R438H) / c.2864-2867delACAG (p.D955Afs*112) of WDR62, the second of which is novel. Radiological examination displayed small frontal lobes, corpus callosum hypoplasia, simplified hippocampal gyration, and cerebellar hypoplasia. We investigated the cellular phenotype in patient-derived lymphoblastoid cells and compared it with that of healthy female controls. WDR62 expression in the patient's immortalized lymphocytes was deranged, and mitotic spindle defects as well as abnormal centrosomal protein localization were apparent.
Conclusion: We propose that a disruption of centrosome integrity and/or spindle organization may play an important role in the development of microcephaly in MCPH2.
KW - cell division
KW - intellectual disability
KW - missense mutations
KW - protein
KW - malformations
KW - establishment
KW - cytokinesis
KW - genome
KW - midbody
KW - database
KW - maintenance
KW - families
KW - microcephaly
KW - WDR62 mutation
Y1 - 2013
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-123505
SN - 1750-1172
VL - 8
IS - 178
ER -
TY - JOUR
A1 - Schreiber, Olivia
A1 - Schneiderat, Peter
A1 - Kress, Wolfram
A1 - Rautenstrauss, Bernd
A1 - Senderek, Jan
A1 - Schoser, Bendikt
A1 - Walter, Maggie C.
T1 - Facioscapulohumeral muscular dystrophy and Charcot-Marie-Tooth neuropathy 1A-evidence for "double trouble" overlapping syndromes
JF - BMC Medical Genetics
N2 - Background: We report on a patient with genetically confirmed overlapping diagnoses of CMT1A and FSHD. This case adds to the increasing number of unique patients presenting with atypical phenotypes, particularly in FSHD. Even if a mutation in one disease gene has been found, further genetic testing might be warranted in cases with unusual clinical presentation.
Case presentation: The reported 53 years old male patient suffered from walking difficulties and foot deformities first noticed at age 20. Later on, he developed scapuloperoneal and truncal muscle weakness, along with atrophy of the intrinsic hand and foot muscles, pes cavus, claw toes and a distal symmetric hypoesthesia. Motor nerve conduction velocities were reduced to 20 m/s in the upper extremities, and not educible in the lower extremities, sensory nerve conduction velocities were not attainable. Electromyography showed both, myopathic and neurogenic changes. A muscle biopsy taken from the tibialis anterior muscle showed a mild myopathy with some neurogenic findings and hypertrophic type 1 fibers. Whole-body muscle MRI revealed severe changes in the lower leg muscles, tibialis anterior and gastrocnemius muscles were highly replaced by fatty tissue. Additionally, fatty degeneration of shoulder girdle and straight back muscles, and atrophy of dorsal upper leg muscles were seen. Taken together, the presenting features suggested both, a neuropathy and a myopathy. Patient's family history suggested an autosomal dominant inheritance. Molecular testing revealed both, a hereditary motor and sensory neuropathy type 1A (HMSN1A, also called Charcot-Marie-Tooth neuropathy 1A, CMT1A) due to a PMP22 gene duplication and facioscapulohumeral muscular dystrophy (FSHD) due to a partial deletion of the D4Z4 locus (19 kb).
Conclusion: Molecular testing in hereditary neuromuscular disorders has led to the identification of an increasing number of atypical phenotypes. Nevertheless, finding the right diagnosis is crucial for the patient in order to obtain adequate medical care and appropriate genetic counseling, especially in the background of arising curative therapies.
KW - D4Z4 partial deletion
KW - sensory neuropathy
KW - hereditary motor
KW - disease
KW - phenotype
KW - FSHD
KW - myopathy
KW - patient
KW - duplication
KW - diagnosis
KW - facioscapulohumeral muscular dystrophy
KW - Charcot-Marie-Tooth neuropathy 1A
KW - hereditary motor and sensory neuropathy
KW - double trouble
KW - overlapping syndrome
Y1 - 2013
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-121963
SN - 1471-2350
VL - 14
IS - 92
ER -
TY - JOUR
A1 - Schraut, K. G.
A1 - Jakob, S. B.
A1 - Weidner, M. T.
A1 - Schmitt, A. G.
A1 - Scholz, C. J.
A1 - Strekalova, T.
A1 - El Hajj, N.
A1 - Eijssen, L. M. T.
A1 - Domschke, K.
A1 - Reif, A.
A1 - Haaf, T.
A1 - Ortega, G.
A1 - Steinbusch, H. W. M.
A1 - Lesch, K. P.
A1 - Van den Hove, D. L.
T1 - Prenatal stress-induced programming of genome-wide promoter DNA methylation in 5-HTT-deficient mice
JF - Translational Psychiatry
N2 - The serotonin transporter gene (5-HTT/SLC6A4)-linked polymorphic region has been suggested to have a modulatory role in mediating effects of early-life stress exposure on psychopathology rendering carriers of the low-expression short (s)-variant more vulnerable to environmental adversity in later life. The underlying molecular mechanisms of this gene-by-environment interaction are not well understood, but epigenetic regulation including differential DNA methylation has been postulated to have a critical role. Recently, we used a maternal restraint stress paradigm of prenatal stress (PS) in 5-HTT-deficient mice and showed that the effects on behavior and gene expression were particularly marked in the hippocampus of female 5-Htt+/- offspring. Here, we examined to which extent these effects are mediated by differential methylation of DNA. For this purpose, we performed a genome-wide hippocampal DNA methylation screening using methylated-DNA immunoprecipitation (MeDIP) on Affymetrix GeneChip Mouse Promoter 1.0 R arrays. Using hippocampal DNA from the same mice as assessed before enabled us to correlate gene-specific DNA methylation, mRNA expression and behavior. We found that 5-Htt genotype, PS and their interaction differentially affected the DNA methylation signature of numerous genes, a subset of which showed overlap with the expression profiles of the corresponding transcripts. For example, a differentially methylated region in the gene encoding myelin basic protein (Mbp) was associated with its expression in a 5-Htt-, PS- and 5-Htt × PS-dependent manner. Subsequent fine-mapping of this Mbp locus linked the methylation status of two specific CpG sites to Mbp expression and anxiety-related behavior. In conclusion, hippocampal DNA methylation patterns and expression profiles of female prenatally stressed 5-Htt+/- mice suggest that distinct molecular mechanisms, some of which are promoter methylation-dependent, contribute to the behavioral effects of the 5-Htt genotype, PS exposure and their interaction.
KW - mice
KW - DNA
Y1 - 2014
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-119199
VL - 4
ER -
TY - JOUR
A1 - Lachaud, Christophe
A1 - Castor, Dennis
A1 - Hain, Karolina
A1 - Muñoz, Ivan
A1 - Wilson, Jamie
A1 - MacArtney, Thomas J.
A1 - Schindler, Detlev
A1 - Rouse, John
T1 - Distinct functional roles for the two SLX4 ubiquitin-binding UBZ domains mutated in Fanconi anemia
JF - Journal of Cell Science
N2 - Defects in SLX4, a scaffold for DNA repair nucleases, cause Fanconi anemia due to defective repair of inter-strand DNA crosslinks (ICLs). Some FA patients have an SLX4 deletion removing two tandem UBZ4-type ubiquitin-binding domains, implicated in protein recruitment to sites of DNA damage. Here we show that human SLX4 is recruited to sites of ICL induction but the UBZ-deleted form of SLX4 in cells from FA patients is not. SLX4 recruitment does not require ubiquitination of FANCD2, or the E3 ligases RNF8, RAD18 and BRCA1. We show that the first (UBZ-1), but not the second UBZ domain of SLX4 binds to ubiquitin polymers with a preference for K63-linked chains. Furthermore, UBZ-1 is required for SLX4 recruitment to ICL sites, and for efficient ICL repair in murine fibroblasts. SLX4 UBZ-2 domain does not bind ubiquitin in vitro or contribute to ICL repair, but it is required for resolution of Holliday junctions in vivo. These data shed light on SLX4 recruitment, and suggest that there remain to be identified ubiquitinated ligands and E3 ligases critical for ICL repair.
KW - UBZ
KW - ICL
KW - fanconi anemia
KW - ubiquitin
KW - FANCP
KW - SLX4
Y1 - 2014
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-120908
SN - 1477-9137
VL - 127
IS - 13
ER -
TY - THES
A1 - Endt, Daniela
T1 - Fanconi Anämie : Entwicklung von hämatopoetischen Mosaiken sowie funktionelle Studien von FANCO (RAD51C) und FANCN (PALB2)
T1 - Fanconi Anämie : Development of hematopoetic mosaicism and functional studies of FANCO (RAD51C) and FANCN (PALB2)
N2 - Zur Wahrung der Genomstabilität entwickelten sich verschiedene Reparaturmechanismen, deren Defekte zu diversen Erkrankungen führen. Der 1927 erstmals beschriebenen Fanconi Anämie (FA) (Fanconi 1927) liegt eine fehlerhafte Reparatur der DNA-Doppelstrang-Quervernetzung zugrunde. Als Ursache wurden Defekte innerhalb des FA/BRCA-Weges lokalisiert, welche zur Chromosomeninstabilität führen. Das Krankheitsbild der autosomal rezessiven oder X-chromosomalen Erkrankung wird meist von kongenitalen Fehlbildungen, progressivem Knochenmarkversagen sowie bereits im jugendlichen Alter erhöhten Tumor-raten und Anämien geprägt. Bisher wurden Defekte in 19 verschiedenen Genen als ursächlich für diese Erkrankung diskutiert. Anhand des betroffenen Gens können nur begrenzt Rückschlüsse auf die Ausprä-gung des Phänotyps geschlossen werden, vielmehr scheinen die Art der Mutation und deren Position im Gen mit der Schwere der Erkrankung zu korrelieren. Im Laufe der Zeit wurden immer mehr Patienten mit mild ausgeprägtem Erkrankungsbild beobachtet. Eine mögliche Erklärung hierfür liefern milde Mutationen, eine weitere das Vorhandensein von Mosaiken blutbildender Zellen. Zu letzterem führt die Reversion einer der beiden Mutationen. Diese Art der „natürlichen Gentherapie“ wurde bei 10-30% der FA-Patienten beobachtet. Um die Entwicklung von Reversionen besser zu verstehen, erfolgte im Rahmen dieser Arbeit die Untersuchung verschiedener Zelllinien von 5 Patienten im Alter von 11 (Pat. 5) bis 33 (Pat. 4) Jahren. Die FA-A-Patienten 1 und 2 wurden bereits von Gross et al. 2002 als Mosaikpatienten beschrieben. Für die weiteren Patienten führten unterschiedliche Aspekte, wie normale Blutwerte, MMC-tolerante lympho-blastoide Zelllinien und gDNA-Analysen des Blutes zum Mosaikverdacht. Nähere Analysen bestätigten für die FA-D2-Patienten (Pat. 4, 5) ebenfalls das Vorliegen einer Reversion in den Blutzellen. Allen Patienten gemein war die Reversion in Form einer Rückmutation (Pat. 1: c.971T>G, Pat. 2: c.856 C>T, Pat. 4: c.3467-2A>G, Pat. 5: c.3707G>A), welche meist in einem oder in der Nähe eines Mutationsmotives vorlag. Zur Einschätzung des Mosaikstatus in den Patientenblutzellen wurden, neben der meist mehrjährigen Be-obachtung der Blutwerte (Thrombo-, Mono-, Granulo-, Lymphozyten, Hämoglobin), gDNA-, Chromoso-menbruch- und Zellzyklusanalysen durchgeführt. Chromosomenbruchanalysen von Metaphasen der T-Lymphozyten der Patienten 4 und 5 zeigten nach MMC-Behandlung die mosaik-typische bimodale Vertei-lung der Chromosomenbruchraten. Die nur moderat erhöhten Bruchraten in Metaphasen des Patienten 1 sprachen für eine starke Reversion. Zur besseren Abschätzung des Mosaikstatus wurden Zellzyklusanaly-sen an Mischungsreihen aus FA- und nicht FA- Blut durchgeführt. Die Detektionsgrenze für FA-Mosaike lag bei einem Anteil von 30% Zellen mit spontanem/MMC-induziertem G2-Phasen-Arrest. In Anlehnung an Mischungskurven wurden für die vier Patienten Reversionen von 0% (Pat. 4) bis 90-95% (Pat. 2) ange-nommen. Die gDNA-Analyse MACS-sortierter T-/B-Lympho-, Mono- und Granulozyten sowie von Fib-roblasten und lymphoblastoiden Zelllinien ermöglichte einen detaillierten Einblick in die Mosaikstatus auf molekularer Ebene. Wir fanden bei allen Patienten einen unterschiedlich stark ausgeprägten Mosaikstatus ihrer Blutzellreihen. Tendenziell scheinen die Reversionsgrade mit der Zell-Lebensdauer korrelieren, hier-bei zeigen kurzlebige Zellen (Mono-, Granulo-, B-Lymphozyten) höhere Reversionsgrade als langlebige T-Lymphozyten. Das Auftreten von gleichen Reversionen in allen Zelllinien lässt eine Reversion in einer gemeinsamen Vorläuferzelle vermuten. Als Besonderheit fanden wir, unseren Erachtens erstmalig, eine komplette Reversion einer Knochenmark-Fibroblastenzelllinie (Pat. 1). Häufig in Kultur stattfindende Re-versionen in lymphoblastoiden Zelllinien beobachteten wir für alle vier Patienten. Die Mosaikentstehung im Patientenblut konnte mit allen Methoden bestätigt werden. Jede Methode wies Vor- und Nachteile auf. Zur Abschätzung der Mosaikstatus empfiehlt sich deshalb eine Kombination der Methoden.
Ein weiteres Projekt beschäftigte sich mit Interaktionen des FANCO (RAD51C) innerhalb der RAD51 Paraloge (RAD51B, -C, -D, XRCC2, XRCC3) und mit RAD51. Die Analysen erfolgten im Mammalian Two- und Three-Hybrid (M2H/M3H) System. Die Untersuchungen bestätigten die meisten der bisher detektierten Interaktionen, welche zur Ausbildung des RAD51C-XRCC3 Komplexes und des, aus den Subkomplexen RAD51B-RAD51C (BC) und RAD51D-XRCC2 (DX2) bestehenden, BCDX2-Komplex führen. Die M3H-Analysen weisen auf eine wichtige Rolle des RAD51B-Proteins bei der Ausprägung dieses Komplexes hin. Es scheint die Ausbildung der RAD51C-RAD51D-Interaktion erst zu ermöglichen und zusätzlich, anders als bisher beobachtet, auch mit XRCC2 zu interagieren. Diese Interaktion wiederum wird durch die Anwesenheit von RAD51D stark gefördert. Unsere M2H-/M3H-Beobachtungen weisen darauf hin, dass die Ausbildung der Subkomplexe für die Entstehung des BDCX2-Komplexes wichtig ist und dieser vermutlich als Ringstruktur vorliegt. Zusätzlich fanden wir Hinweise auf mögliche Wechselwir-kungen zwischen den BCDX2- und den XRCC3-Komplexproteinen. Aufgrund der Beteiligung der Protei-ne an der Doppelstrangläsionsreparatur wurde die Auswirkung von MMC-induzierten DNA-Schäden un-tersucht. Diese führten innerhalb der Subkomplexe zu gegensätzlichen Änderungen der Interaktionsinten-sität. Während die Substanz im DX2-Komplex zum Sinken der Interaktionsstärke führte, erhöhte sich diese im BC-Komplex. Die in der Literatur beschriebene und charakterisierte RAD51C-FANCN-Interation war im M2H-Test nicht darstellbar. Möglicherweise würde diese jedoch durch die Anwesenheit eines drit-ten Proteins gefördert werden. Zusätzlich wurde ein RAD51C-Protein, welches die Patientenmutation R258H enthielt, überprüft. Es zeigte nur in der M3H-Analyse, mit pMRAD51D und nativem RAD51B, nach Behandlung mit MMC eine reduzierte Interaktionsstärke im Vergleich zum Wildtyp. Dies unter-streicht einmal mehr die als hypomorph beschriebene Mutation des Proteins.
Das dritte Projekt, die angestrebte Strukturaufklärung des RAD51C-Proteins erwies sich als schwierig. Eine für eine Kristallisation ausreichende Proteinmenge konnte, weder im E. coli-System noch in Insektenzellen oder in Co-Expression mit seinem Interaktionspartner XRCC3, isoliert und aufgereinigt werden. Elektro-phoretische Mobility Shift Assays des CX3-Proteinkomplexes mit DNA-Strukturen (ssDNA, Open Fork, 3‘-/ 5‘-Überhang-Struktur), zeigten eine Bevorzugung des 3‘-Überhang-DNA-Substrates. Diese Art der Analyse könnte in weiterführenden Analysen zur Abschätzung der Auswirkung von Patientenmutationen herangezogen werden. bb
N2 - For maintaining genomic stability several repair mechanisms have evolved. Defects in these mechanisms lead to diverse diseases. One of these Fanconi Anemia (FA), first described in 1927, evoked by deficient mechanism of interstrand crosslinks. As causative reason defects within the FA-BRCA pathway were iden-tified leading to chromosome instability. To date 19 different genes were found to cause Fanconi Anemia. Most commonly for the clinical picture of FA are congenital malformations, progressive bone marrow defects as like an increased tumor rates and anemia at a juvenile age. Knowing the affected gene only lim-ited conclusions could be considered of the phenotypical appearance. More likely the kind of mutation and the affected position within the gene seems to correlate with the severity of the disease. Over the time an elevated number of patients with mild phenotype were observed. One possible explanation may be mild mutations another a mosaic state developed within the blood forming cells. The latter was caused by rever-sion of one of both mutations. This kind of “natural gene therapy” was observed in the blood of 10 up to 30 % FA- patients. To get better insights in to the mosaic development we investigated different cell lines of five patients aged between 11 (pat. 5) and 33 (pat. 4) years. Both FA-A patients (pat. 1, 2) were described as mosaic patients before by Gross et al. 2002. The other patients arouse suspicion for developing mosai-cism by different aspects like normal blood counts, MMC tolerant lymphoblastiode cell lines and analyzing gDNA from blood. Detailed analyses confirmed the reversion of one mutation in blood of the FA-D2 patients (pat. 4, 5). In common for all four mosaic was the kind of reversion, a back mutation (pat. 1: c.971T>G, pat. 2: c.856 C>T, pat. 4: c.3467-2A>G, pat. 5: c.3707G>A) mostly in or near by a mutation motive. To get insights in to the mosaic state of the patients’ blood cells, gDNA, chromosomal breakage and cell cycle analyses were performed and blood cell counts of thrombo-, mono-, granulo-, lymphocytes and haemoglobin were observed for several years. Chromosomal breakage analyses of t-lymphocytes met-aphases (pat. 4, 5) treated with MMC showed a mosaicism typical bimodal distribution. The only moderate increased chromosomal breakage rate in metaphases of patient 1 points out a strong pronounced reversion. For better estimation of the Mosaic state in patient blood we performed cell cycle analysis with mixtures of FA- and non FA-blood. Thereby we observed the border for mosaic detection at a degree of 30 % cells with spontaneous /MMC induced G2-phase arrest. Compared to the mixing study reversion degrees of 0 % (pat. 4) up to 90-95 % (pat. 2) were assumed for four of the patients. At molecular base gDNA analyses of MACS sorted T-/ B- lympho, mono and granulocytes as well as from fibroblasts and lymphoblastoide cell lines allowed a more detailed insight in to the mosaic statuses. In all patients we observed different distinct of mosaic state in their blood cell lines. We observed a tendency of correlation between reversion degree and the longevity of blood cells – cells with short life spans (mono-, granulo-, B-lymphoytes) showed higher reversion degrees than log living T-lymphocytes. The fact that we detected the same rever-sion in the different cell lines of a patient suggests a reversion within a common precursor cell. Further we observed, as we know for the first time, a reversion within a bone marrow fibroblast line (pat. 1). Four of our patients showed commonly observed reversions in cultured lymphoblastoide cell lines. With each of the tested methods we could show mosaic development in blood of our patients. Every of them showed pros and cons. For this reason a combination of the different methods would be recommendable for cal-culation of the mosaic state in patient blood.
The second project investigated the interactions of FANCO (RAD51C) within the group of the RAD51 paralogs (RAD51B, -C, -D, XRCC2, XRCC3) and with RAD51. Interactions were tested by Mammalian Two- and Three-Hybrid (M2H/M3H) System. Our investigations confirm most of the up to now detected interactions leading to RAD51C-XRCC3-complex (CX3) and RAD51B-RAD51C-RAD51D-XRCC2 com-plex (BCDX2) formation – latter consisting of the subcomplexes RAD51B-RAD51C (BC) and RAD51D-XRCC2 (DX2). M3H analyses give a hint for the importance of the RAD51B protein for the BCDX2 complex formation. The protein seems to be necessary for RAD51C-RAD51D interaction and also to interact, other than intended before, with XRCC2. In turn this interaction seems to be strongly promoted by RAD51D. In M2H and M3H analyses we found evidence of the importance of subcomplex formation for the formation of the whole BCDX2 complex and that the complex may be a circular structure. Addi-tionaly we observed evidence for interdependency between the BCDX2- and the XRCC3- complex pro-teins. Because of the proteins involvement into the double strand lesion repair the effect of MMC induced DNA lesions were tested. MMC treatment leads to different changes of interaction within the subcom-plexes. We observed a decrease of interaction strength between RAD51D and XRCC2 and an increased interaction within the BC-complex. The interaction between RAD51C and FANCN was not detectable in our M2H assay but may be promoted by another protein in M3H analysis. Additionally we tested a RAD51C protein inherited the patient mutation R258H. Only in M3H analysis with pMRAD51D and native RAD51B and with additional MMC treatment reduced interaction strength was detectable compared to the wildtype RAD51C. This underlines the hypomorphic nature of the mutation described before.
The third project – the elucidation of the RAD51C protein structure proved to be difficult. We could not isolate and purify enough protein for crystallization, neither by expression within a E.coli or an insect cell system not even by co-expression of the complex partner XRCC3. Electrophoretic mobility shift assays of the CX3 complex with different DNA-structures (ssDNA, open fork, 3’- and 5’- overhang structures) showed preference for the 3’-overhang DNA substrate. This method may be used for further investiga-tions of mutations in patient DNA in future.
KW - Fanconi Anämie
KW - Hämatopoese
KW - Mosaik
KW - Remission
KW - Molekulargenetik
KW - Fanconi Anämie
KW - hämatopoetisches Mosaik
KW - Reversion
KW - RAD51C
KW - FANCO
Y1 - 2015
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-127836
ER -
TY - JOUR
A1 - Couch, Fergus J.
A1 - Wang, Xianshu
A1 - McGuffog, Lesley
A1 - Lee, Andrew
A1 - Olswold, Curtis
A1 - Kuchenbaecker, Karoline B.
A1 - Soucy, Penny
A1 - Fredericksen, Zachary
A1 - Barrowdale, Daniel
A1 - Dennis, Joe
A1 - Gaudet, Mia M.
A1 - Dicks, Ed
A1 - Kosel, Matthew
A1 - Healey, Sue
A1 - Sinilnikova, Olga M.
A1 - Lee, Adam
A1 - Bacot, Françios
A1 - Vincent, Daniel
A1 - Hogervorst, Frans B. L.
A1 - Peock, Susan
A1 - Stoppa-Lyonnet, Dominique
A1 - Jakubowska, Anna
A1 - Radice, Paolo
A1 - Schmutzler, Rita Katharina
A1 - Domchek, Susan M.
A1 - Piedmonte, Marion
A1 - Singer, Christian F.
A1 - Friedman, Eitan
A1 - Thomassen, Mads
A1 - Hansen, Thomas V. O.
A1 - Neuhausen, Susan L.
A1 - Szabo, Csilla I.
A1 - Blanco, Ingnacio
A1 - Greene, Mark H.
A1 - Karlan, Beth Y.
A1 - Garber, Judy
A1 - Phelan, Catherine M.
A1 - Weitzel, Jeffrey N.
A1 - Montagna, Marco
A1 - Olah, Edith
A1 - Andrulis, Irene L.
A1 - Godwin, Andrew K.
A1 - Yannoukakos, Drakoulis
A1 - Goldgar, David E.
A1 - Caldes, Trinidad
A1 - Nevanlinna, Heli
A1 - Osorio, Ana
A1 - Terry, Mary Beth
A1 - Daly, Mary B.
A1 - van Rensburg, Elisabeth J.
A1 - Hamann, Ute
A1 - Ramus, Susan J.
A1 - Toland, Amanda Ewart
A1 - Caligo, Maria A.
A1 - Olopade, Olufunmilayo I.
A1 - Tung, Nadine
A1 - Claes, Kathleen
A1 - Beattie, Mary S.
A1 - Southey, Melissa C.
A1 - Imyanitov, Evgeny N.
A1 - Tischkowitz, Marc
A1 - Janavicius, Ramunas
A1 - John, Esther M.
A1 - Kwong, Ava
A1 - Diez, Orland
A1 - Kwong, Ava
A1 - Balmaña, Judith
A1 - Barkardottir, Rosa B.
A1 - Arun, Banu K.
A1 - Rennert, Gad
A1 - Teo, Soo-Hwang
A1 - Ganz, Patricia A.
A1 - Campbell, Ian
A1 - van der Hout, Annemarie H.
A1 - van Deurzen, Carolien H. M.
A1 - Seynaeve, Caroline
A1 - Garcia, Encarna B. Gómez
A1 - van Leeuwen, Flora E.
A1 - Meijers-Heijboer, Hanne E. J.
A1 - Gille, Johannes J. P.
A1 - Ausems, Magreet G. E. M.
A1 - Blok, Marinus J.
A1 - Ligtenberg, Marjolinjin J. L.
A1 - Rookus, Matti A.
A1 - Devilee, Peter
A1 - Verhoef, Senno
A1 - van Os, Theo A. M.
A1 - Wijnen, Juul T.
A1 - Frost, Debra
A1 - Ellis, Steve
A1 - Fineberg, Elena
A1 - Platte, Radke
A1 - Evans, D. Gareth
A1 - Izatt, Luise
A1 - Eeles, Rosalind A.
A1 - Adlard, Julian
A1 - Eccles, Diana M.
A1 - Cook, Jackie
A1 - Brewer, Carole
A1 - Douglas, Fiona
A1 - Hodgson, Shirley
A1 - Morrison, Patrick J.
A1 - Side, Lucy E.
A1 - Donaldson, Alan
A1 - Houghton, Catherine
A1 - Rogers, Mark T.
A1 - Dorkins, Huw
A1 - Eason, Jacqueline
A1 - Gregory, Helen
A1 - McCann, Emma
A1 - Murray, Alex
A1 - Calender, Alain
A1 - Hardouin, Agnès
A1 - Berthet, Pascaline
A1 - Delnatte, Capucine
A1 - Nogues, Catherine
A1 - Lasset, Christine
A1 - Houdayer, Claude
A1 - Leroux,, Dominique
A1 - Rouleau, Etienne
A1 - Prieur, Fabienne
A1 - Damiola, Francesca
A1 - Sobol, Hagay
A1 - Coupier, Isabelle
A1 - Venat-Bouvet, Laurence
A1 - Castera, Laurent
A1 - Gauthier-Villars, Marion
A1 - Léoné, Mélanie
A1 - Pujol, Pascal
A1 - Mazoyer, Sylvie
A1 - Bignon, Yves-Jean
A1 - Zlowocka-Perlowska, Elzbieta
A1 - Gronwald, Jacek
A1 - Lubinski,, Jan
A1 - Durda, Katarzyna
A1 - Jaworska, Katarzyna
A1 - Huzarski, Tomasz
A1 - Spurdle, Amanda B.
A1 - Viel, Alessandra
A1 - Peissel, Bernhard
A1 - Bonanni, Bernardo
A1 - Melloni, Guilia
A1 - Ottini, Laura
A1 - Papi, Laura
A1 - Varesco, Liliana
A1 - Tibiletti, Maria Grazia
A1 - Peterlongo, Paolo
A1 - Volorio, Sara
A1 - Manoukian, Siranoush
A1 - Pensotti, Valeria
A1 - Arnold, Norbert
A1 - Engel, Christoph
A1 - Deissler, Helmut
A1 - Gadzicki, Dorothea
A1 - Gehrig, Andrea
A1 - Kast, Karin
A1 - Rhiem, Kerstin
A1 - Meindl, Alfons
A1 - Niederacher, Dieter
A1 - Ditsch, Nina
A1 - Plendl, Hansjoerg
A1 - Preisler-Adams, Sabine
A1 - Engert, Stefanie
A1 - Sutter, Christian
A1 - Varon-Mateeva, Raymenda
A1 - Wappenschmidt, Barbara
A1 - Weber, Bernhard H. F.
A1 - Arver, Brita
A1 - Stenmark-Askmalm, Marie
A1 - Loman, Niklas
A1 - Rosenquist, Richard
A1 - Einbeigi, Zakaria
A1 - Nathanson, Katherine L.
A1 - Rebbeck, Timothy R.
A1 - Blank, Stephanie V.
A1 - Cohn, David E.
A1 - Rodriguez, Gustavo C.
A1 - Small, Laurie
A1 - Friedlander, Michael
A1 - Bae-Jump, Victoria L.
A1 - Fink-Retter, Anneliese
A1 - Rappaport, Christine
A1 - Gschwantler-Kaulich, Daphne
A1 - Pfeiler, Georg
A1 - Tea, Muy-Kheng
A1 - Lindor, Noralane M.
A1 - Kaufman, Bella
A1 - Paluch, Shani Shimon
A1 - Laitman, Yael
A1 - Skytte, Anne-Bine
A1 - Gerdes, Anne-Marie
A1 - Pedersen, Inge Sokilde
A1 - Moeller, Sanne Traasdahl
A1 - Kruse, Torben A.
A1 - Jensen, Uffe Birk
A1 - Vijai, Joseph
A1 - Sarrel, Kara
A1 - Robson, Mark
A1 - Kauff, Noah
A1 - Mulligan, Anna Marie
A1 - Glendon, Gord
A1 - Ozcelik, Hilmi
A1 - Ejlertsen, Bent
A1 - Nielsen, Finn C.
A1 - Jønson, Lars
A1 - Andersen, Mette K.
A1 - Ding, Yuan Chun
A1 - Steele, Linda
A1 - Foretova, Lenka
A1 - Teulé, Alex
A1 - Lazaro, Conxi
A1 - Brunet, Joan
A1 - Pujana, Miquel Angel
A1 - Mai, Phuong L.
A1 - Loud, Jennifer T.
A1 - Walsh, Christine
A1 - Lester, Jenny
A1 - Orsulic, Sandra
A1 - Narod, Steven A.
A1 - Herzog, Josef
A1 - Sand, Sharon R.
A1 - Tognazzo, Silvia
A1 - Agata, Simona
A1 - Vaszko, Tibor
A1 - Weaver, Joellen
A1 - Stravropoulou, Alexandra V.
A1 - Buys, Saundra S.
A1 - Romero, Atocha
A1 - de la Hoya, Miguel
A1 - Aittomäki, Kristiina
A1 - Muranen, Taru A.
A1 - Duran, Mercedes
A1 - Chung, Wendy K.
A1 - Lasa, Adriana
A1 - Dorfling, Cecilia M.
A1 - Miron, Alexander
A1 - Benitez, Javier
A1 - Senter, Leigha
A1 - Huo, Dezheng
A1 - Chan, Salina B.
A1 - Sokolenko, Anna P.
A1 - Chiquette, Jocelyne
A1 - Tihomirova, Laima
A1 - Friebel, Tara M.
A1 - Agnarsson, Bjarne A.
A1 - Lu, Karen H.
A1 - Lejbkowicz, Flavio
A1 - James, Paul A.
A1 - Hall, Per
A1 - Dunning, Alison M.
A1 - Tessier, Daniel
A1 - Cunningham, Julie
A1 - Slager, Susan L.
A1 - Chen, Wang
A1 - Hart, Steven
A1 - Stevens, Kristen
A1 - Simard, Jacques
A1 - Pastinen, Tomi
A1 - Pankratz, Vernon S.
A1 - Offit, Kenneth
A1 - Easton, Douglas F.
A1 - Chenevix-Trench, Georgia
A1 - Antoniou, Antonis C.
T1 - Genome-Wide Association Study in BRCA1 Mutation Carriers Identifies Novel Loci Associated with Breast and Ovarian Cancer Risk
JF - PLOS Genetics
N2 - BRCA1-associated breast and ovarian cancer risks can be modified by common genetic variants. To identify further cancer risk-modifying loci, we performed a multi-stage GWAS of 11,705 BRCA1 carriers (of whom 5,920 were diagnosed with breast and 1,839 were diagnosed with ovarian cancer), with a further replication in an additional sample of 2,646 BRCA1 carriers. We identified a novel breast cancer risk modifier locus at 1q32 for BRCA1 carriers (rs2290854, P = 2.7 x 10(-8), HR = 1.14, 95% CI: 1.09-1.20). In addition, we identified two novel ovarian cancer risk modifier loci: 17q21.31 (rs17631303, P = 1.4 x 10(-8), HR = 1.27, 95% CI: 1.17-1.38) and 4q32.3 (rs4691139, P = 3.4 x 10(-8), HR = 1.20, 95% CI: 1.17-1.38). The 4q32.3 locus was not associated with ovarian cancer risk in the general population or BRCA2 carriers, suggesting a BRCA1-specific association. The 17q21.31 locus was also associated with ovarian cancer risk in 8,211 BRCA2 carriers (P = 2 x 10(-4)). These loci may lead to an improved understanding of the etiology of breast and ovarian tumors in BRCA1 carriers. Based on the joint distribution of the known BRCA1 breast cancer risk-modifying loci, we estimated that the breast cancer lifetime risks for the 5% of BRCA1 carriers at lowest risk are 28%-50% compared to 81%-100% for the 5% at highest risk. Similarly, based on the known ovarian cancer risk-modifying loci, the 5% of BRCA1 carriers at lowest risk have an estimated lifetime risk of developing ovarian cancer of 28% or lower, whereas the 5% at highest risk will have a risk of 63% or higher. Such differences in risk may have important implications for risk prediction and clinical management for BRCA1 carriers.
KW - common variants
KW - susceptibility alleles
KW - genetic variants
KW - modifiers
KW - ZNF365
KW - investigators
KW - population
KW - consortium
KW - selection
KW - subtypes
Y1 - 2013
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-127947
SN - 1553-7404
VL - 9
IS - 3
ER -
TY - JOUR
A1 - Böhm, Johann
A1 - Vasli, Nasim
A1 - Maurer, Marie
A1 - Cowling, Belinda
A1 - Shelton, G. Diane
A1 - Kress, Wolfram
A1 - Toussaint, Anne
A1 - Prokic, Ivana
A1 - Schara, Ulrike
A1 - Anderson, Thomas James
A1 - Weis, Joachim
A1 - Tiret, Laurent
A1 - Laporte, Jocelyn
T1 - Altered Splicing of the BIN1 Muscle-Specific Exon in Humans and Dogs with Highly Progressive Centronuclear Myopathy
JF - PLOS Genetics
N2 - Amphiphysin 2, encoded by BIN1, is a key factor for membrane sensing and remodelling in different cell types. Homozygous BIN1 mutations in ubiquitously expressed exons are associated with autosomal recessive centronuclear myopathy (CNM), a mildly progressive muscle disorder typically showing abnormal nuclear centralization on biopsies. In addition, misregulation of BIN1 splicing partially accounts for the muscle defects in myotonic dystrophy (DM). However, the muscle-specific function of amphiphysin 2 and its pathogenicity in both muscle disorders are not well understood. In this study we identified and characterized the first mutation affecting the splicing of the muscle-specific BIN1 exon 11 in a consanguineous family with rapidly progressive and ultimately fatal centronuclear myopathy. In parallel, we discovered a mutation in the same BIN1 exon 11 acceptor splice site as the genetic cause of the canine Inherited Myopathy of Great Danes (IMGD). Analysis of RNA from patient muscle demonstrated complete skipping of exon 11 and BIN1 constructs without exon 11 were unable to promote membrane tubulation in differentiated myotubes. Comparative immunofluorescence and ultrastructural analyses of patient and canine biopsies revealed common structural defects, emphasizing the importance of amphiphysin 2 in membrane remodelling and maintenance of the skeletal muscle triad. Our data demonstrate that the alteration of the muscle-specific function of amphiphysin 2 is a common pathomechanism for centronuclear myopathy, myotonic dystrophy, and IMGD. The IMGD dog is the first faithful model for human BIN1-related CNM and represents a mammalian model available for preclinical trials of potential therapies.
KW - linked myotubular myopathy
KW - skeletal muscle
KW - inherited myopathy
KW - SH3 domain
KW - amphiphysin-2 BIN1
KW - membrane curvature
KW - tumor-suppressor
KW - great dane
KW - mutation
KW - gene
Y1 - 2013
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-127590
SN - 1553-7404
VL - 9
IS - 6
ER -
TY - JOUR
A1 - Zahnleiter, Diana
A1 - Uebe, Steffen
A1 - Ekici, Arif B.
A1 - Hoyer, Juliane
A1 - Wiesener, Antje
A1 - Wieczorek, Dagmar
A1 - Kunstmann, Erdmute
A1 - Reis, André
A1 - Doerr, Helmuth-Guenther
A1 - Rauch, Anita
A1 - Thiel, Christian T.
T1 - Rare Copy Number Variants Are a Common Cause of Short Stature
JF - PLoS Genetics
N2 - Human growth has an estimated heritability of about 80%-90%. Nevertheless, the underlying cause of shortness of stature remains unknown in the majority of individuals. Genome-wide association studies (GWAS) showed that both common single nucleotide polymorphisms and copy number variants (CNVs) contribute to height variation under a polygenic model, although explaining only a small fraction of overall genetic variability in the general population. Under the hypothesis that severe forms of growth retardation might also be caused by major gene effects, we searched for rare CNVs in 200 families, 92 sporadic and 108 familial, with idiopathic short stature compared to 820 control individuals. Although similar in number, patients had overall significantly larger CNVs \((p-value <1 x 10^{-7})\). In a gene-based analysis of all non-polymorphic CNVs >50 kb for gene function, tissue expression, and murine knock-out phenotypes, we identified 10 duplications and 10 deletions ranging in size from 109 kb to 14 Mb, of which 7 were de novo (p < 0.03) and 13 inherited from the likewise affected parent but absent in controls. Patients with these likely disease causing 20 CNVs were smaller than the remaining group (p < 0.01). Eleven (55%) of these CNVs either overlapped with known microaberration syndromes associated with short stature or contained GWAS loci for height. Haploinsufficiency (HI) score and further expression profiling suggested dosage sensitivity of major growth-related genes at these loci. Overall 10% of patients carried a disease-causing CNV indicating that, like in neurodevelopmental disorders, rare CNVs are a frequent cause of severe growth retardation.
KW - genetic skeletal disorders
KW - microdeletion syndrome
KW - mental retardation
KW - growth failure
KW - deletion
KW - classification
KW - association
KW - mutations
KW - genome
KW - abnormalities
Y1 - 2013
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-127645
SN - 1553-7404
VL - 9
IS - 3
ER -
TY - JOUR
A1 - Neusch, Clemens
A1 - Kuhlmann, Tanja
A1 - Kress, Wolfram
A1 - Schneider-Gold, Christiane
T1 - Late-onset myopathy of the posterior calf muscles mimicking Miyoshi myopathy unrelated to dysferlin mutation: a case report
JF - Journal of Medical Case Reports
N2 - Introduction
Miyoshi myopathy, a type of distal myopathy with predominant involvement of the posterior calf muscles, has been assigned to mutations in the dysferlin gene. However, many of the late-onset limb-girdle and distal myopathies that resemble dysferlinopathy or Miyoshi myopathy remain unclassified, even after extensive immunohistological and genetic analysis.
Case presentation
We report the case of a 59-year-old Caucasian man with distal myopathy and exercise-induced myalgia, preferentially of the leg muscles, closely resembling the Miyoshi phenotype. Magnetic resonance imaging of his calf muscles showed typical fatty replacement of the medial heads of the gastrocnemius muscles and soleus muscles, with progression to the adductor longus muscles over a time course of two years. However, genetic analysis revealed that the phenotype of our patient was not related to a mutation in the dysferlin gene but to a novel homozygous splice mutation in the anoctamin 5 gene. Mutations in the anoctamin 5 gene have so far been identified only in some cases of limb-girdle and distal myopathy. Mutations in the anoctamin 5 gene have been assigned to limb-girdle muscular dystrophy type 2L, while distal Miyoshi-like phenotypes have been classified as Miyoshi myopathy type 3.
Conclusion
The case presented in this report further strengthens the underlying genetic heterogeneity in Miyoshi myopathy-like phenotypes and adds another family to non-dysferlin, Miyoshi myopathy type 3 of late-onset. Furthermore, our case supports the recent observation that anoctamin 5 mutations are a primary cause of distal non-dysferlin myopathies. Therefore, given the increasing number of anoctamin 5 mutations in Miyoshi-like phenotypes, genetic analysis should include an anoctamin 5 screen in late-onset limb-girdle and distal myopathies.
Y1 - 2012
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-124365
VL - 6
IS - 345
ER -
TY - JOUR
A1 - Rall, Susanne
A1 - Grimm, Tiemo
T1 - Survival in Duchenne muscular dystrophy
JF - Acta Myologica
N2 - Objective:
To determine the survival in a population of German patients with Duchenne muscular dystrophy.
Patients and methods:
Information about 94 patients born between 1970 and 1980 was obtained by telephone interviews and questionnaires. In addition to age of death or actual age during the investigation, data concerning clinical course and medical interventions were collected.
Results:
67 patients with molecularly confirmed diagnoses had a median survival of 24.0 years. Patients without molecular confirmation (clinical diagnosis only) had a chance of 67 % to reach that age. Grouping of our patient cohort according to the year of death (before and after 2000), ventilation was recognized as main intervention affecting survival with ventilated reaching a median survival of 27.0 years. For those without ventilation it was 19.0 years.
Conclusion and clinical relevance:
our study provides survival data for a cohort of DMD patients in Germany stratified by year of death. Median survival was 24.0 years in patients confirmed by molecular testing. Ventilated patients had a median survival of 27 years. We consider this piece of information helpful in the medical care of DMD patients.
KW - survival
KW - duchenne muscular dystrophy
KW - ventilation
Y1 - 2012
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-124404
VL - 31
IS - 2
ER -
TY - JOUR
A1 - Galetzka, Danuta
A1 - Hansmann, Tamara
A1 - El Hajj, Nady
A1 - Weis, Eva
A1 - Irmscher, Benjamin
A1 - Ludwig, Marco
A1 - Schneider-Rätzke, Brigitte
A1 - Kohlschmidt, Nicolai
A1 - Beyer, Vera
A1 - Bartsch, Oliver
A1 - Zechner, Ulrich
A1 - Spix, Claudia
A1 - Haaf, Thomas
T1 - Monozygotic twins discordant for constitutive BRCA1 promoter methylation, childhood cancer and secondary cancer
JF - Epigenetics
N2 - We describe monozygotic twins discordant for childhood leukemia and secondary thyroid carcinoma. We used bisulfite pyrosequencing to compare the constitutive promoter methylation of BRCA1 and several other tumor suppressor genes in primary fibroblasts. The affected twin displayed an increased BRCA1 methylation (12%), compared with her sister (3%). Subsequent bisulfite plasmid sequencing demonstrated that 13% (6 of 47) BRCA1 alleles were fully methylated in the affected twin, whereas her sister displayed only single CpG errors without functional implications. This between-twin methylation difference was also found in irradiated fibroblasts and untreated saliva cells. The BRCA1 epimutation may have originated by an early somatic event in the affected twin: approximately 25% of her body cells derived from different embryonic cell lineages carry one epigenetically inactivated BRCA1 allele. This epimutation was associated with reduced basal protein levels and a higher induction of BRCA1 after DNA damage. In addition, we performed a genome-wide microarray analysis of both sisters and found several copy number variations, i.e., heterozygous deletion and reduced expression of the RSPO3 gene in the affected twin. This monozygotic twin pair represents an impressive example of epigenetic somatic mosaicism, suggesting a role for constitutive epimutations, maybe along with de novo genetic alterations in recurrent tumor development.
KW - BRCA1
KW - childhood cancer
KW - DNA Methylation
KW - epimutation
KW - monozygotic twins
KW - secondary cancer
KW - somatic mosaicism
Y1 - 2012
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-125386
VL - 7
IS - 1
ER -
TY - JOUR
A1 - Walter, Maggie C.
A1 - Reilich, Peter
A1 - Thiele, Simone
A1 - Schessl, Joachim
A1 - Schreiber, Herbert
A1 - Reiners, Karlheinz
A1 - Kress, Wolfram
A1 - Müller-Reible, Clemens
A1 - Vorgerd, Matthias
A1 - Urban, Peter
A1 - Schrank, Bertold
A1 - Deschauer, Marcus
A1 - Schlotter-Weigel, Beate
A1 - Kohnen, Ralf
A1 - Lochmüller, Hans
T1 - Treatment of dysferlinopathy with deflazacort: a double-blind, placebo-controlled clinical trial
JF - Orphanet Journal of Rare Diseases
N2 - Background: Dysferlinopathies are autosomal recessive disorders caused by mutations in the dysferlin (DYSF) gene encoding the dysferlin protein. DYSF mutations lead to a wide range of muscular phenotypes, with the most prominent being Miyoshi myopathy (MM) and limb girdle muscular dystrophy type 2B (LGMD2B).
Methods: We assessed the one-year-natural course of dysferlinopathy, and the safety and efficacy of deflazacort treatment in a double-blind, placebo-controlled cross-over trial. After one year of natural course without intervention, 25 patients with genetically defined dysferlinopathy were randomized to receive deflazacort and placebo for six months each (1 mg/kg/day in month one, 1 mg/kg every 2nd day during months two to six) in one of two treatment sequences. Results: During one year of natural course, muscle strength declined about 2% as measured by CIDD (Clinical Investigation of Duchenne Dystrophy) score, and 76 Newton as measured by hand-held dynamometry. Deflazacort did not improve muscle strength. In contrast, there is a trend of worsening muscle strength under deflazacort treatment, which recovers after discontinuation of the study drug. During deflazacort treatment, patients showed a broad spectrum of steroid side effects.
Conclusion: Deflazacort is not an effective therapy for dysferlinopathies, and off-label use is not warranted. This is an important finding, since steroid treatment should not be administered in patients with dysferlinopathy, who may be often misdiagnosed as polymyositis.
KW - Deflazacort
KW - muscle strength
KW - gridle muscular-dystrophy
KW - Duchenne dystrphy
KW - Miyoshi myopathy
KW - mutation
KW - prednisone
KW - gene
KW - 2B
KW - children
KW - design
KW - steroids
KW - therapy
KW - dysferlinopathy
KW - Limb girdle muscular dystrophy (LGMD)
Y1 - 2013
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-125663
SN - 1750-1172
VL - 8
IS - 26
ER -
TY - JOUR
A1 - Hansmann, Tamara
A1 - Pliushch, Galyna
A1 - Leubner, Monika
A1 - Kroll, Patricia
A1 - Endt, Daniela
A1 - Gehrig, Andrea
A1 - Preisler-Adams, Sabine
A1 - Wieacker, Peter
A1 - Haaf, Thomas
T1 - Constitutive promoter methylation of BRCA1 and RAD51C in patients with familial ovarian cancer and early-onset sporadic breast cancer
JF - Human Molecular Genetics
N2 - Genetic defects in breast cancer (BC) susceptibility genes, most importantly BRCA1 and BRCA2, account for ∼40% of hereditary BC and ovarian cancer (OC). Little is known about the contribution of constitutive (soma-wide) epimutations to the remaining cases. We developed bisulfite pyrosequencing assays to screen >600 affected BRCA1/BRCA2 mutation-negative patients from the German Consortium for Hereditary Breast and Ovarian Cancer for constitutive hypermethylation of ATM, BRCA1, BRCA2, RAD51C, PTEN and TP53 in blood cells. In a second step, patients with ≥6% promoter methylation were analyzed by bisulfite plasmid sequencing to demonstrate the presence of hypermethylated alleles (epimutations), indicative of epigenetic gene silencing. Altogether we identified nine (1.4%) patients with constitutive BRCA1 and three (0.5%) with RAD51C hypermethylation. Epimutations were found in both sporadic cases, in particular in 2 (5.5%) of 37 patients with early-onset BC, and familial cases, in particular 4 (10%) of 39 patients with OC. Hypermethylation was always confined to one of the two parental alleles in a subset (12–40%) of the analyzed cells. Because epimutations occurred in cell types from different embryonal layers, they most likely originated in single cells during early somatic development. We propose that analogous to germline genetic mutations constitutive epimutations may serve as the first hit of tumor development. Because the role of constitutive epimutations in cancer development is likely to be largely underestimated, future strategies for effective testing of susceptibility to BC and OC should include an epimutation screen.
KW - promoter methylation
Y1 - 2012
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-125673
VL - 21
IS - 21
ER -
TY - THES
A1 - Förster, Johanna R.
T1 - Identifizierung und Analyse von Proteininteraktionen bei zwei Mitgliedern der MAGUK-p55-Subfamilie, MPP4 und MPP5
T1 - Identification and analysis of protein interactions of two members of the MAGUK p55 subfamily, MPP4 and MPP5
N2 - Gegenstand der vorliegenden Untersuchungen waren das retinaspezifische palmitoylierte Membranprotein 4 (engl. membrane palmitoylated protein 4, MPP4) und das ubiquitär exprimierte MPP5, die beide zur großen Familie der Membran-assoziierten Guanylatkinasen (engl. membrane-associated guanylate kinases, MAGUKs) gehören. Beide Proteine haben wichtige organisatorische Funktionen als Adapterproteine in der Netzhaut. MPP4 ist am Aufbau von präsynaptischen Proteinkomplexen in den Photorezeptor-Ribbonsynapsen beteiligt. Ein Fehlen von MPP4 in Mäusen führt zum Verlust von einigen präsynaptischen Proteinen von der Ribbonsynapse, was eine wichtige Rolle von MPP4 für die Organisation dieses Komplexes indiziert. Um neue Komponenten dieses Multiproteinkomplexes zu identifizieren, wurde in der vorliegenden Arbeit ein proteomischer Ansatz etabliert. Dazu wurde der MPP4-assoziierte Proteinkomplex aus Proteinextrakten der bovinen Retina durch Immunaffinitätschromatographie isoliert, mittels zweidimensionaler Gelelektrophorese aufgetrennt und resultierende Protein-spots massenspektrometrisch analysiert. Diese Untersuchungen identifizierten 18 kopräzipitierte Proteine. Darunter waren der bekannte Interaktionspartner Veli3 und das MAGUK-Protein PSD95. Für letzteres konnte gezeigt werden, dass speziell die β-Isoform von PSD95 mit MPP4 über die N-terminalen L27-Domänen heterodimerisiert. Daneben konnte die Assoziation von MPP4 mit Hsc70 und Recoverin durch unabhängige Bindungs-assays verifiziert werden, wobei diese Interaktionen indirekt waren und möglicherweise von retinaspezifischen Proteinen vermittelt werden. Diese Ergebnisse unterstützen die herausragende Rolle von MPP4 als Gerüstprotein für die Organisation eines Proteinkomplexes der Photorezeptorsynapse, der an der Regulierung der Ca2+-Homöostase in den präsynaptischen Enden, sowie vermutlich auch an der Exozytose der synaptischen Vesikel beteiligt ist. Die übrigen kopräzipitierten Proteine waren Bestandteile des Zytoskeletts und verschiedener Signalwege und wahrscheinlich unspezifische Kontaminanten. Das MPP5-Protein ist Teil eines evolutionär konservierten Proteinkomplexes, der für die Entstehung und Aufrechterhaltung der apikobasalen Polarität in Epithelzellen eine wichtige Rolle spielt und in der Netzhaut für die speziellen Zellverbindungen zwischen Müller-Gliazellen und Photorezeptoren in der externen limitierenden Membran essentiell ist. Mutationen, die zu Störungen in der Funktion dieses Proteinkomplexes führen, verursachen retinale Defekte bei Mensch (z.B. Retinitis Pigmentosa, Lebersche kongenitale Amaurose), Maus, Zebrafisch und Fruchtfliege. Die PDZ-Domäne von MPP5 bindet an den C-Terminus der CRB-Proteine. In der vorliegenden Arbeit wurde die Auswirkung einer Punktmutation in der PDZ-Domäne von MPP5 (V301N), funktionell untersucht. Diese hat im Zebrafisch eine fehlende Photorezeptoradhäsion und die Zerstörung der retinalen Architektur zur Folge. Es wurde gezeigt, dass die V301N-Mutation die Interaktion zwischen MPP5 und den drei CRB-Isoformen verhindert. Außerdem führt sie zu einer Fehllokalisierung von heterolog exprimiertem MPP5V301N in MDCK-Zellen, die zudem einen erhöhten transepithelialen Widerstand aufweisen. Über quantitative real-time PCR wurde in diesen Zellen eine verminderte Genexpression von Untereinheiten des apikalen epithelialen Natriumkanals ENaC und der basolateralen Na+/K+-ATPase festgestellt, was die Ursache für einen verminderten Ionenfluss durch die Zellschicht darstellen könnte. Somit übt heterolog exprimiertes MPP5V301N in MDCK-Zellen einen dominanten Effekt aus, der möglicherweise über einen Einfluss auf die Genregulation bestimmter Proteine vermittelt wird. Zur Untersuchung welche Auswirkungen die MPP5V301N-Mutation in vivo hat, wurde eine MPP5V301N-knock-in-Mauslinie generiert. Die bisherige Charakterisierung der Mäuse zeigte bei heterozygoten Tieren keinen äußerlich erkennbaren Phänotyp, wohingegen homozygote Mäuse nicht lebensfähig waren. Vermutlich führt das Vorkommen beider mutanter Allele in frühen embryonalen Stadien zum Abstoßen der Embryos. Das Mausmodell bietet die Basis für weitere Untersuchungen über die molekularen Konsequenzen einer Expression von MPP5V301N in der Netzhaut und anderen Geweben und wird Beiträge zur Aufklärung von Entstehungsmechanismen CRB1-MPP5-assoziierter Netzhauterkrankungen liefern.
N2 - The objects of the present study were the retina specific membrane palmitoylated protein 4 (MPP4) and the ubiquitous expressed MPP5 protein which belong to the large family of the membrane-associated guanylate kinase homologs (MAGUKs). Both proteins have important organizational functions as adaptor proteins in the retina. MPP4 is involved in the assembly of presynaptic protein complexes in the photoreceptor synapses. The absence of MPP4 in mice leads to the loss of several presynaptic proteins from the ribbon synapse indicating an important role for MPP4 in organizing this complex. This work was aimed to identify new components of this multiprotein complex by establishing a proteomic approach. More precisely, the MPP4-associated protein complex was isolated with immunoaffinity chromatography from bovine retinal protein extracts followed by two-dimensional electrophoresis and analysis of the resulting protein spots by mass spectrometry. This analysis identified 18 co-precipitated proteins. Among these molecules the known interacting partner Veli3 and the MAGUK protein PSD95 were detected. For the latter, a selective association between MPP4 and the PSD95-β isoform was demonstrated showing specific heterodimerization of their N-terminal L27 domains. Additionally independent binding assays verified the association of MPP4 with recoverin and Hsc70. These interactions seem to be indirect and are presumably mediated by retina specific proteins in vivo. In summary, these findings support a protruding role for MPP4 as scaffolding protein for the organization of a protein complex of the photoreceptor synapses, which is involved in the regulation of Ca2+ homeostasis within the presynaptic terminals and eventually plays a role in synaptic vesicle exocytosis. The remaining co-precipitated proteins represented cytoskeletal constituents and components of different pathways and were probably unspecific contaminants. The MPP5 protein, a member of the evolutionarily conserved CRB protein complex, plays an important role in establishing and maintaining the apicobasal polarity of epithelial cells. Furthermore, this complex is essential for specific cell junctions between Müller glia cells and photoreceptors in the outer limiting membrane of the retina. Mutations that disrupt the function of this protein complex were reported to cause retinal defects in human (e.g. retinitis pigmentosa, Leber’s congenital amaurosis), mouse, zebrafish and fruit fly. The PDZ domain of MPP5 binds to the C-terminus of the CRB proteins. The present study aimed to analyze the consequences of a point mutation within the PDZ domain of MPP5 (V301N). In zebrafish, this mutation resulted in the loss of photoreceptor adhesion and in the disruption of retinal layers. It was demonstrated that the V301N mutation prevents the interaction between MPP5 and the three CRB isoforms. Additionally, heterologously expressed MPP5V301N mislocalizes in MDCK cells which furthermore develop an increased transepithelial resistance. Quantitative real-time PCR revealed decreased gene expression levels for subunits of the apical epithelial sodium channel (ENaC) and the basolateral Na+/K+-ATPase, supposedly causing the reduced ion movement through the cell layer. Thus, heterologously expressed MPP5V301N apparently has a dominant effect in MDCK cells which might be mediated by an influence on the gene expression of other yet unknown proteins. To further elucidate the MPP5V301N mutation in vivo, a knock in mouse line was generated. So far the characterization of these mice revealed no apparent phenotype for heterozygous animals, whereas homozygous mice were not viable. The presence of both mutant alleles presumably results in a rejection at early embryonic stages. The mouse model provides the basis to further analyze molecular consequences of MPP5V301N expression in the retina and other tissues and will contribute to enlighten the development of CRB1-MPP5-associated retinal diseases.
KW - Netzhaut
KW - Multiproteinkomplex
KW - Domäne
KW - Ribbon-Synapse
KW - Proteomanalyse
KW - MPP4
KW - PSD95
KW - MPP5
KW - ENaC
KW - Na-K-ATPase
KW - photoreceptor synapse
KW - proteomic approach
KW - multi protein complex
KW - retina
KW - PDZ domain
Y1 - 2009
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-37269
ER -
TY - THES
A1 - Neumayr, Annette
T1 - Häufigkeit der proximalen myotonen Myopathie (PROMM/DM2) im Vergleich zur Myotonen Dystrophie (DM1) in der deutschen Bevölkerung
T1 - Frequency of proximal myotonic myopahty (PROMM/DM2) compared to myotonic dystrophy (DM1) in germans population
N2 - Die Arbeit befasst sich mit Abschätzung der Häufigkeit der proximalen myotonen Myopahtie (PROMM/DM2) in der deutschen Bevölkerung. Zugrunde liegend sind Daten aus dem Institut für Humangenetik der Universität Würzburg von 1993 bis 2006, sowie Daten der deutschlandweiten Diagnostik anbietenden Zentren aus den Jahren 2005 und 2006. Die Auswertung der Daten der Humangenetik in Würzburg bestätigte die Vermutung, dass die myotone Dystrophie (DM1) und die proximale myotone Myopathie (PROMM/DM2) gleich häufig sind. Aus dem Wissen heraus, dass frühere Angaben für die Häufigkeit der DM1 nicht nur diese Erkrankung erfasst haben, sondern auch Fälle mit PROMM/DM2, kann man davon ausgehen, dass damalige Häufigkeitsangaben anteilig beide Erkrankungen gemeinsam erfasssen. Das Ergebniss spricht für eine Inzidenz von 2,75/100.000 Einwohnern in Deutschland.
N2 - The central question of this work was, to asses the frequency of proximal myotonic dystrophy (PROMM/DM2) in germanys population. Based on data of the years 1993 to 2006 from institute for human genetics at the university of wuerzburg and data from laboratories all over germany offering genetic testing for proximal myotonic myopathy, the assumption of having both, proximal myotonic myopathy and myotonic dytsrophy, the same frequency has been confirmed. We know that data refering to the frequency of myotonic dystrophy must also have includet cases of proximal myotonic dytsrophy. Proceeding that previous data includes both malaties and that they are both, same often, we can say that the incidence of proximal myotonic dystrophy must be 2,75/100.000 inhabitans.
KW - PROMM
KW - DM2
KW - DM1
KW - Proximale myotone Myopathie
KW - Myotone Dystrophy
KW - PROMM
KW - DM2
KW - DM1
KW - proximal myotonic myopathy
KW - myotonic dytsrophy
Y1 - 2007
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-25445
ER -
TY - THES
A1 - Dellinger, Eva
T1 - Expression von Myotubularin und seiner Mutanten im bakteriellen System
T1 - Expression of myotubularin and its mutations in a bacterial system
N2 - Die X-gebundene Myotubuläre Myopathie (XLMTM) ist eine sehr seltene und schwere angeborene Muskelschwäche, die durch Mutationen im MTM 1 Gen verursacht wird. In der histopathologischen Untersuchung ist auffällig, dass die Muskelfasern fetalen Myotuben ähneln. Das Gen MTM 1 wurde auf Xq28 lokalisiert und kodiert für das Protein Myotubularin. Die Myotubularine stellen eine große Familie eukaryotischer Lipid-Phosphatasen und Anti-Phosphatasen dar. Da der direkte Nachweis von Myotubularin in Muskelbiopsien von Patienten aufgrund der sehr niedrigen Expression nicht gelingt, weder durch immunhistochemische Methoden noch im Western-Blot oder durch einen spezifischen Enzymtest, steht ein funktioneller Test für die gefundenen Genmutationen nicht unmittelbar zur Verfügung. In der Arbeit sollte versucht werden, zunächst Wildtyp-Myotubularin im bakteriel-len System zu exprimieren, im Western-Blot nachzuweisen und die Phosphatase-Enzymaktivität in vitro zu messen. Als Substrat für Myotubularin wurde p-Nitrophenolphosphat verwendet. In der Durchfüh-rung des experimentellen Teils zeigten sich verschiedene Probleme, aus denen sich jedoch interessante Schlüsse ziehen liessen. Zum ei-nen konnte der Verdacht bekräftigt werden, dass Myotubularin keine Dual-spezifische Phosphatase ist, wie zunächst angenommen wurde. Problematisch war auch, dass der E.coli M15 Bakterienstamm an-scheindend selbst so viele eigene Phosphatasen produzierte, die das Substrat p-Nitrophenolphosphat dephosphorylierten. Diese Hintergrundgrundaktivität störte die eigentliche Aktivitätsmessung des Myotubularins und machte diese kaum verwertbar. Ebenso zeigte sich, dass das Myotubularin in dem untersuchten bakteriellen System nicht in größeren Mengen exprimiert wurde. Letzendlich ergab dies die Schlussfolgerung, dass zukünftige Untersuchungen berücksichtigen sollten, dass eukaryontische Expressionssysteme sich offensichtlich besser für die Mitglieder der Genfamilie der Myotubularine eigenen und dass Myotubularine Lipidphopshatasen sind mit in vivo sehr spe-zifischen Substraten (Phopshatidyl-Inositolphosphate). Jedes artifizielle Substrat sollte diese natürlichen Strukturen möglichst nachahmen.
N2 - X-linked myotubular myopathy ist a very rare and severe muscle diseasse. It is cause by a mutation in the MTM1 gene. The musclefibres have a significant similarity to fetal mytotubes. The gene MTM1 was located on Xq28 und is encoding a protein called myotubularin. The myotubularin family consists of eucaryontic lipid phosphatases and anti-phosphatases. The detection of myotubularin in biopsies ist not possible, neither by immunological methods nor by Western Blot or specific enzyme-testing. The goal was to express myotubularin in a bacterial system, to detect it by western blot and to measure the phosphatase activity in vitro. As a substrate for myotubularin p-nitrophenophosphate was used. Several problems occured during testing, which lead to some interesting conclusions. For one, the suspicion that myotubularin ist no dual-specific phosphatase could be confirmed. Another problem was, that the M 15 e. coli bacteria itself seemed to produce phosphatases, that dephosphorylate p-nitrophenolphosphate. That made screening the activity of myotubularin nearly impossible. Also, myotubularin was not expressed in large amounts in M 15 e-coli cells. In the end it turned out that for further tests, an eukaryontic system should be used for expression, and that myotubularine is a lipid-phosphatase with very specific substrates in vivo. Every artifical substrate should imitate that natural structure als closely as possible.
KW - Molekulargenetik
KW - Erbkrankheit
KW - Muskelentwicklung
KW - Myotubuläre Myopathie
KW - MTM
KW - Myotubular Myopathy
KW - MTM
Y1 - 2007
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-25366
ER -
TY - THES
A1 - Kellner, Dorothee
T1 - Molekulargenetische Diagnostik von FGFR-/TWIST-Defekten im Verlauf: eine retrospektive Studie im Zeitraum 2000-2004
T1 - Molecular genetic diagnostics of FGFR-/TWIST-defects: a retrospektive study in the period 2000-2004
N2 - Im Zeitraum 2000 - 2004 wurden dem Institut für Humangenetik der Universität Würzburg insgesamt 12.049 Patienten zur molekulargenetischen Diagnostik zugewiesen. Anforderungen zum Ausschluss von FGFR-/TWIST-Defekten machen hierbei 6% des gesamten Patientenguts aus (714 untersuchte Patienten). Innerhalb der Krankheitsgruppe der FGFR-/TWIST-Defekte steht die molekulargenetische Bestätigung bzw. der Ausschluss eines Muenke-Syndroms mit 219 Patienten im Zeitraum 2000-2004 an erster Stelle. An zweiter Stelle folgt das Saethre-Chotzen-Syndrom mit 180 untersuchten Patienten. Am dritthäufigsten wurden Anfragen zur molekulargenetischen Diagnostik bei Verdacht auf ein Crouzon-/bzw. Pfeiffer-Syndrom (152 Patienten) gestellt. Die Zahl der Anforderungen blieb im Fünfjahresverlauf relativ konstant, d. h. es gab in Bezug auf die Anzahl der untersuchten Patienten/Jahr nur geringfügige Fluktuationen. Die Anforderungen einer molekulargenetischen Diagnostik bei klinischem Verdacht auf FGFR-/TWIST- Defekte kamen schwerpunktmäßig aus Würzburg, München, Ansbach, Erfurt und Berlin. Am häufigsten konnte die klinische Verdachtsdiagnose beim Apert-Syndrom durch den Mutationsnachweis im FGFR2-Gen bestätigt werden (in 67% der Fälle). An zweiter Stelle, d. h. in 33% der Fälle, konnte durch die molekulargenetische Diagnostik des FGFR3-Gens die Verdachtsdiagnose der Achondroplasie bestätigt werden. Am dritthäufigsten, d.h. in 20% der Fälle konnten die Genanalysen die Verdachtsdiagnose Crouzon-/bzw. Pfeiffer-Syndrom bestätigen. Die grössten differentialdiagnostischen Schwierigkeiten bestehen klinischerseits offenbar beim Muenke-Syndrom (FGFR3) sowie beim Saethre-Chotzen-Syndrom (TWIST1) und der Hypochondroplasie (FGFR3). Bei diesen Entitäten konnte die klinische Verdachtsdiagnose lediglich in weniger als 15% der Fälle auf der molekulargenetischen Ebene bestätigt werden. Diese Ergebnisse verdeutlichen die ausgeprägte phänotypische Variabilität die bei den einzelnen Erkrankungen besteht. Die molekulargenetische Bestätigung bzw. der Ausschluss der klinischen Verdachtsdiagnose bildet die Grundlage für Prognose und Therapie der Patienten. Dies wird insbesondere hinsichtlich der Implikationen der molekulargenetischen Differenzierung zwischen den phänotypisch ähnlichen Kraniosynostose-Syndromen (Saethre-Chotzen vs. Muenke) deutlich. Z. B. kennzeichnen progressive multisuturale Fusionen das Saethre-Chotzen-, nicht jedoch das Muenke-Syndrom. Wegen des hohen Risikos einer rekurrenten intrakraniellen Hypertension benötigen SCS-Patienten im Kindesalter eine regelmässige Kontrolle.
N2 - During a five year time period (2000 - 2004) the Department of Human and Medical Genetics at the University of Wurzburg School of Medicine received a total of 12.049 requests for molecular genetic investigations of a variety of inherited conditions. The group of patients requiring exclusion and/or confirmation of defects in the FGFR- and TWIST genes amounted to 6% of the total requests (714 patients). The most frequent requests for mutation analysis involved patients with the clinical suspicion of Muenke-syndrome (219 patients), followed by patients thought to be affected by the Saethre-Chotzen syndrome (180 patients). Third in frequency were patients in whom the clinicians requested the exclusion and/or confirmation of the Crouzon and Pfeiffer syndromes (152 patients). The number of requests remained quite constant throughout the five year period, with only minor fluctuations. Most of the requests originated from clinical centres in Wurzburg, Munich, Ansbach, Erfurt and Berlin. In terms of the molecular confirmation of the clinical diagnosis, the Apert-syndrome ranked first with 67% of cases confirmed by mutation analysis. In contrast, the growth disorder achondroplasia could be confirmed at the molecular level in only 33% of the referrals. This figure was even lower (around 20%) for the clinical suspicion of the Crouzon and/or Pfeiffer syndromes. With only 15% positive results of the mutation analysis Muenke and Saethre-Chotzen syndromes ranked last. These relative low yields of patients who proved positive for the respective mutations reflect the difficulties with regard to differential diagnosis of phenotypically overlapping and highly variable clinical conditions. Exclusion and/or confirmation of a molecular defect in one of the disease causing genes therefore is the starting point for the optimal clinical management of these patients. This is illustrated by the comparison between syndromes with overlapping clinical features, such as the Saethre-Chotzen and the Muenke syndromes: whereas progressive multisutural fusions (with a high risk of recurrence after surgical intervention) characterize the variable TWIST1 mutations causing Saethre-Chotzen syndrome, the Pro250Arg substitution in FGFR3 underlying the Muenke syndrome leads to mental delay and sensorineural hearing loss rather than intracranial hypertension. Because of the high risk of recurrent intracranial hypertension, Saethre-Chotzen patients require close follow-ups during their childhood years.
KW - Würzburg / Institut für Humangenetik
KW - Kraniosynostosen
KW - Muenke-Syndrom
KW - Pfeiffer-Syndrom
KW - Achondroplasie
KW - Craniosynostosis
Y1 - 2009
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-46884
ER -
TY - THES
A1 - Gauß, Frieder
T1 - Genetische Diagnostik bei Hämophilie A und Hereditärem Angioödem: eine retrospektive Studie
T1 - Genetic diagnostics of haemophilia A and hereditary angioedema: a retrospective study
N2 - Im Fünfjahreszeitraum der Jahre 2000 bis 2004 wurden am Institut für Humangenetik der Universität Würzburg mehr als 2300 Untersuchungen zur molekulargenetischen Bestätigung bzw. Ausschluss eines Betroffenen-Status bzw. eines Überträger-Status für die Hämophilie A durchgeführt. Dies waren 20% aller in dieser Arbeit erfassten molekulargenetischen Untersuchungen des Instituts. Die Zahl der Untersuchungen stieg von knapp über 400 im Jahre 2000 auf 550 im Jahre 2003, fiel aber im Jahr 2004 wieder auf den Ausgangswert zurück. Anforderungen für F8-Mutationsanalysen kamen schwerpunktmäßig aus Bonn, Frankfurt, München und den neuen Bundesländern. 55% der untersuchten Patienten waren männlich, 39% weiblich, wobei die Zahl der weiblichen Patienten (Überträgerdiagnostik) bis zum Jahre 2003 einen deutlichen Anstieg verzeichnete. In 72% der Fälle konnte eine Mutation nachgewiesen, in 25% der Fälle konnte eine Mutation ausgeschlossen werden. Durchschnittlich 3% der Fälle blieben ohne definitives Ergebnis, wobei dieser Wert am Ende des Beobachtungszeitraums mit 1% deutlich unter den initialen 6% im Jahre 2000 lag. Die primäre Untersuchungsrate auf die Intron 22 Inversion sank von initial 40% (im Jahre 2000) auf knapp unter 20% im Jahre 2004. Gleichzeitig stieg die Analytik mittels DGGE und anschließender Sequenzierung von 60% auf 80%. Im Gegensatz zur Intron 22 Inversion mit 29% der positiv-getesteten Fälle spielte die Intron 1 Inversion mit knapp 1% der positiven Ergebnisse nur eine geringe Rolle. Im gleichen Fünfjahreszeitraum wurden 350 Untersuchungen zur Bestätigung bzw. zum Ausschluss genetischer Veränderungen als Ursache des Hereditären Angioödems (HAE) durchgeführt. Die Häufigkeit der Mutationsanalysen im SERPING1-Gen ergab eine bimodale Verteilung: Während im Jahr 2000 knapp über 100 Analysen durchgeführt wurden, sank diese Zahl im Jahr 2001 auf unter 50, um dann bis zum Jahre 2004 auf nahezu 200 Fälle pro Jahr anzusteigen. 62% der untersuchten Patienten waren weiblich, 38% männlich, was der klinischen Präsentation der Erkrankung entspricht. Das Durchschnittsalter lag zwischen 30 und 40 Jahren. In 52% der Untersuchungen gelang der Nachweis einer Mutation, in 34% der Fälle war das Ergebnis negativ. In durchschnittlich 14% der Fälle konnte kein definitives Ergebnis erzielt werden. Während dieser Wert initial (im Jahre 2000) bei 30% lag, konnte er durch die Verbesserung der molekulargenetischen Analytik bis zum Jahre 2004 auf unter 2% gesenkt werden. Unter den Einsendern dominierten die Großräume Frankfurt und Mainz, während nur jeweils 1% der Anforderungen auf die Großräume München, Gera und Belgien entfielen. Lt. Gößwein et al. (2008) [C1CYG08] fanden sich in der Würzburger Kohorte mit jeweils 33% bis 34% am häufigsten Missense-Mutationen sowie kleinere Deletionen und Insertionen. Große Deletionen, Splice-site-Mutationen und Nonsense-Mutationen waren mit jeweils ca. 10% sehr viel seltener. Zusammenfassend ergeben sich aus der retrospektiven Auswertung der Daten zur molekulargenetischen Analytik von Hämophilie A und Hereditärem Angioödem wichtige Hinweise auf zeitlich und technisch bedingte Fluktuationen, welche als Grundlage zukünftiger analytischer Strategien dienen können.
N2 - At the Department of Human Genetics of the University of Würzburg, between the years 2000 and 2004 more than 2300 blood samples have been tested in order to rule out or to confirm genetic alterations in the X-chromosomal factor VIII gene. This amounts to 20% all genetic tests carried out during the five year interval. The number of tested specimens increased from an initial 400 per year in the year 2000 to 550 per year in the year 2003, and dropped down to around 400 in the year 2004. Requests for FVIII mutation analysis came mainly from Bonn, Frankfurt, Munich and from former East-German-States. Initially, 55% of the analyzed patients were male and 39% female, but female carrier diagnostics increased during the five year interval. A disease-causing genetic alteration was detected in 72% of cases, while a negative result was obtained in 25%. Initially, a result was not obtained in 6% of cases, but this figure decreased to 1% at the end of the study period. At the beginning of the study, 40% of the specimens were first subjected to intron 22 inversion analysis. This rate dropped down to 20% at the end of the study. Concurrently, the utilization of DGGE-prescreening increased from 60 to 80%. Whereas the intron 22 inversion comprised 29% of all positive cases, less than 1% of all cases had an intron 1 inversion. During the same five year period, 350 analyses for confirmation or exclusion of genetic alterations as cause of hereditary angioedema (HAE) were performed. There was a bimodal distribution of the frequency of the molecular HAE tests which declined from an initial 100 per year (in 2000) to 50 per year. Collectively, the results of this retrospective analysis document substantial temporal, geographic and methodological fluctuations in the provision of specialized genetic services which may serve as guidelines for future improvements.
KW - Würzburg / Institut für Humangenetik
KW - Hämophilie A
KW - Hereditäres Angioödem
KW - department of human genetics
KW - haemophilia a
KW - hereditary angioedema
KW - wuerzburg
Y1 - 2009
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-45995
ER -
TY - THES
A1 - Scholl, Eva Elena
T1 - Untersuchungen zur Informationsweitergabe in Familien mit erblichem Brust- und Eierstockkrebs
T1 - Survey of the transfer of information in families with hereditary breast and ovarian cancer
N2 - Für die hier beschriebene Studie wurde ein Fragebogen erstellt, welcher von 80 Trägerinnen und Trägern einer pathogenen Mutation in den Genen BRCA1 oder BRCA2 ausgefüllt wurde. Die Befragung sollte untersuchen, ob den Befragten das Risiko ihrer Verwandten, ebenso Mutationsträger zu sein, bewusst war. Weiterhin sollte ermittelt werden, ob sie die jeweiligen Risikopersonen darüber informierten. Es zeigte sich, dass den meisten Befragten dieses Risiko bekannt war. Einigen Personen schienen jedoch nicht genau zu wissen, welche Verwandten als „Risikopersonen“ zählen. Insbesondere war nicht allen Befragten die Möglichkeit bewusst, dass auch Männer die Mutation tragen und an ihre Kinder weitergeben sowie selbst an Brustkrebs erkranken können. Weiterhin gaben mehr als ein Viertel der Befragten an, dass sie mindestens ein Familienmitglied, obwohl es ihnen als Risikoperson bekannt war, nicht informierten. Als häufigste Grund hierfür wurde mangelnder Kontakt genannt. Vor dem Hintergrund der Angaben der Befragten sowie der aktuellen Forschungslage werden in der vorliegenden Arbeit Möglichkeiten diskutiert, wie die Anzahl der informierten Angehörigen verbessert werden könnte.
N2 - A questionnaire was sent to carriers of BRCA1/2 mutations to survey whether they knew about the risk of their relatives to be carriers as well and whether they informed those relatives about that risk.
Among the 80 participants, most were aware of the risk of their relatives. However, the risk of male relatives to be mutation carriers seemed to have been undererstimated and more than one in four participants stated they did not inform every relative they knew to be at risk. The most frequently stated reason for not informing at-risk relatives was lack of contact.
KW - Brustkrebs
KW - Gen BRCA 1
KW - Gen BRCA 2
KW - erblicher Brustkrebs
KW - Informationsweitergabe
Y1 - 2021
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-243253
ER -
TY - JOUR
A1 - Petersen, Jens A.
A1 - Kuntzer, Thierry
A1 - Fischer, Dirk
A1 - von der Hagen, Maja
A1 - Veronika, Angela
A1 - Lobrinus, Johannes A.
A1 - Kress, Wolfram
A1 - Rushing, Elisabeth J.
A1 - Sinnreich, Michael
A1 - Jung, Hans H.
T1 - Dysferlinopathy in Switzerland: clinical phenotypes and potential founder effects
JF - BMC Neurology
N2 - Background: Dysferlin is reduced in patients with limb girdle muscular dystrophy type 2B, Miyoshi myopathy, distal anterior compartment myopathy, and in certain Ethnic clusters. Methods: We evaluated clinical and genetic patient data from three different Swiss Neuromuscular Centers.
Results: Thirteen patients from 6 non-related families were included. Age of onset was 18.8 +/- 4.3 years. In all patients, diallelic disease-causing mutations were identified in the DYSF gene. Nine patients from 3 non-related families from Central Switzerland carried the identical homozygous mutation, c.3031 + 2T>C. A possible founder effect was confirmed by haplotype analysis. Three patients from two different families carried the heterozygous mutation, c.1064_1065delAA. Two novel mutations were identified (c.2869C>T (p.Gln957Stop), c.5928G>A (p.Trp1976Stop)).
Conclusions: Our study confirms the phenotypic heterogeneity associated with DYSF mutations. Two mutations (c.3031 + 2T>C, c.1064_1065delAA) appear common in Switzerland. Haplotype analysis performed on one case (c.3031 + 2T>C) suggested a possible founder effect.
KW - gene mutations
KW - miyoshi myopathy
KW - gridle muscular-dystrophy
KW - features
KW - deficiency
KW - heterogeneity
KW - 2B
KW - italian patients
KW - molecular analysis
KW - membrane repair
Y1 - 2015
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-139920
VL - 15
IS - 182
ER -
TY - JOUR
A1 - Fernández-Rodríguez, Juana
A1 - Quiles, Francisco
A1 - Blanco, Ignacio
A1 - Teulé, Alex
A1 - Feliubadaló, Lídia
A1 - del Valle, Jesús
A1 - Salinas, Mónica
A1 - Izquierdo, Ángel
A1 - Darder, Esther
A1 - Schindler, Detlev
A1 - Capellá, Gabriel
A1 - Brunet, Joan
A1 - Lázaro, Conxi
A1 - Angel Pujana, Miguel
T1 - Analysis of SLX4/FANCP in non-BRCA1/2-mutated breast cancer families
JF - BMC Cancer
N2 - Background: Genes that, when mutated, cause Fanconi anemia or greatly increase breast cancer risk encode for proteins that converge on a homology-directed DNA damage repair process. Mutations in the SLX4 gene, which encodes for a scaffold protein involved in the repair of interstrand cross-links, have recently been identified in unclassified Fanconi anemia patients. A mutation analysis of SLX4 in German or Byelorussian familial cases of breast cancer without detected mutations in BRCA1 or BRCA2 has been completed, with globally negative results.
Methods: The genomic region of SLX4, comprising all exons and exon-intron boundaries, was sequenced in 94 Spanish familial breast cancer cases that match a criterion indicating the potential presence of a highly-penetrant germline mutation, following exclusion of BRCA1 or BRCA2 mutations.
Results: This mutational analysis revealed extensive genetic variation of SLX4, with 21 novel single nucleotide variants; however, none could be linked to a clear alteration of the protein function. Nonetheless, genotyping 10 variants (nine novel, all missense amino acid changes) in a set of controls (138 women and 146 men) did not detect seven of them. Conclusions: Overall, while the results of this study do not identify clearly pathogenic mutations of SLX4 contributing to breast cancer risk, further genetic analysis, combined with functional assays of the identified rare variants, may be warranted to conclusively assess the potential link with the disease.
KW - SLX4
KW - Holliday junction reolvass
KW - Fanconi-anemia subtype
KW - susceptibility gene
KW - helicase BRIP1
KW - ovarian cancer
KW - DNA repair
KW - mutations
KW - protein
KW - RAD51C
Y1 - 2012
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-131772
VL - 12
IS - 84
ER -
TY - JOUR
A1 - Schartl, Manfred
A1 - Walter, Ronald B.
A1 - Shen, Yingjia
A1 - Garcia, Tzintzuni
A1 - Catchen, Julian
A1 - Amores, Angel
A1 - Braasch, Ingo
A1 - Chalopin, Domitille
A1 - Volff, Jean-Nicolas
A1 - Lesch, Klaus-Peter
A1 - Bisazza, Angelo
A1 - Minx, Pat
A1 - Hillier, LaDeana
A1 - Wilson, Richard K.
A1 - Fürstenberg, Susan
A1 - Boore, Jeffrey
A1 - Searle, Steve
A1 - Postlethwait, John H.
A1 - Warren, Wesley C.
T1 - The genome of the platyfish, Xiphophorus maculatus, provides insights into evolutionary adaptation and several complex traits
JF - Nature Genetics
N2 - Several attributes intuitively considered to be typical mammalian features, such as complex behavior, live birth and malignant disease such as cancer, also appeared several times independently in lower vertebrates. The genetic mechanisms underlying the evolution of these elaborate traits are poorly understood. The platyfish, X. maculatus, offers a unique model to better understand the molecular biology of such traits. We report here the sequencing of the platyfish genome. Integrating genome assembly with extensive genetic maps identified an unexpected evolutionary stability of chromosomes in fish, in contrast to in mammals. Genes associated with viviparity show signatures of positive selection, identifying new putative functional domains and rare cases of parallel evolution. We also find that genes implicated in cognition show an unexpectedly high rate of duplicate gene retention after the teleost genome duplication event, suggesting a hypothesis for the evolution of the behavioral complexity in fish, which exceeds that found in amphibians and reptiles.
KW - genomics
KW - genomic analysis
KW - evolutionary biology
Y1 - 2013
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-132152
VL - 45
IS - 5
ER -
TY - JOUR
A1 - Lehnen, Harald
A1 - Zechner, Urlich
A1 - Haaf, Thomas
T1 - Epigenetics of gestational diabetes mellitus and offspring health: the time for action is in early stages of life
JF - Molecular Human Reproduction
N2 - The epidemic increase of type 2 diabetes and obesity in developed countries cannot be explained by overnutrition, physical inactivity and/or genetic factors alone. Epidemiologic evidence suggests that an adverse intrauterine environment, in particular a shortage or excess of nutrients is associated with increased risks for many complex diseases later in life. An impressive example for the ‘fetal origins of adult disease’ is gestational diabetes mellitus which usually presents in 1% to >10% of third trimester pregnancies. Intrauterine hyperglycemia is not only associated with increased perinatal morbidity and mortality, but also with increased lifelong risks of the exposed offspring for obesity, metabolic, cardiovascular and malignant diseases. Accumulating evidence suggests that fetal overnutrition (and similarly undernutrition) lead to persistent epigenetic changes in developmentally important genes, influencing neuroendocrine functions, energy homeostasis and metabolism. The concept of fetal programming has important implications for reproductive medicine. Because during early development the epigenome is much more vulnerable to environmental cues than later in life, avoiding adverse environmental factors in the periconceptional and intrauterine period may be much more important for the prevention of adult disease than any (i.e. dietetic) measures in infants and adults. A successful pregnancy should not primarily be defined by the outcome at birth but also by the health status in later life.
KW - metabolic disease
KW - developmental origins hypothesis
KW - fetal overnutrition
KW - fetal programming
KW - gestational diabetes mellitus
Y1 - 2013
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-132165
VL - 19
IS - 7
ER -
TY - JOUR
A1 - Antoniou, Antonis C.
A1 - Kuchenbaecker, Karoline B.
A1 - Soucy, Penny
A1 - Beesley, Jonathan
A1 - Chen, Xiaoqing
A1 - McGuffog, Lesley
A1 - Lee, Andrew
A1 - Barrowdale, Daniel
A1 - Healey, Sue
A1 - Sinilnikova, Olga M.
A1 - Caligo, Maria A.
A1 - Loman, Niklas
A1 - Harbst, Katja
A1 - Lindblom, Annika
A1 - Arver, Brita
A1 - Rosenquist, Richard
A1 - Karlsson, Per
A1 - Nathanson, Kate
A1 - Domchek, Susan
A1 - Rebbeck, Tim
A1 - Jakubowska, Anna
A1 - Lubinski, Jan
A1 - Jaworska, Katarzyna
A1 - Durda, Katarzyna
A1 - Zlowowcka-Perłowska, Elżbieta
A1 - Osorio, Ana
A1 - Durán, Mercedes
A1 - Andrés, Raquel
A1 - Benítez, Javier
A1 - Hamann, Ute
A1 - Hogervorst, Frans B.
A1 - van Os, Theo A.
A1 - Verhoef, Senno
A1 - Meijers-Heijboer, Hanne E. J.
A1 - Wijnen, Juul
A1 - Garcia, Encarna B. Gómez
A1 - Ligtenberg, Marjolijn J.
A1 - Kriege, Mieke
A1 - Collée, Margriet
A1 - Ausems, Margreet G. E. M.
A1 - Oosterwijk, Jan C.
A1 - Peock, Susan
A1 - Frost, Debra
A1 - Ellis, Steve D.
A1 - Platte, Radka
A1 - Fineberg, Elena
A1 - Evans, D. Gareth
A1 - Lalloo, Fiona
A1 - Jacobs, Chris
A1 - Eeles, Ros
A1 - Adlard, Julian
A1 - Davidson, Rosemarie
A1 - Cole, Trevor
A1 - Cook, Jackie
A1 - Paterson, Joan
A1 - Douglas, Fiona
A1 - Brewer, Carole
A1 - Hodgson, Shirley
A1 - Morrison, Patrick J.
A1 - Walker, Lisa
A1 - Rogers, Mark T.
A1 - Donaldson, Alan
A1 - Dorkins, Huw
A1 - Godwin, Andrew K.
A1 - Bove, Betsy
A1 - Stoppa-Lyonnet, Dominique
A1 - Houdayer, Claude
A1 - Buecher, Bruno
A1 - de Pauw, Antoine
A1 - Mazoyer, Sylvie
A1 - Calender, Alain
A1 - Léoné, Mélanie
A1 - Bressac-de Paillerets, Brigitte
A1 - Caron, Olivier
A1 - Sobol, Hagay
A1 - Frenay, Marc
A1 - Prieur, Fabienne
A1 - Ferrer, Sandra Fert
A1 - Mortemousque, Isabelle
A1 - Buys, Saundra
A1 - Daly, Mary
A1 - Miron, Alexander
A1 - Terry, Mary Beth
A1 - Hopper, John L.
A1 - John, Esther M.
A1 - Southey, Melissa
A1 - Goldgar, David
A1 - Singer, Christian F.
A1 - Fink-Retter, Anneliese
A1 - Muy-Kheng, Tea
A1 - Geschwantler Kaulich, Daphne
A1 - Hansen, Thomas V. O.
A1 - Nielsen, Finn C.
A1 - Barkardottir, Rosa B.
A1 - Gaudet, Mia
A1 - Kirchhoff, Tomas
A1 - Joseph, Vijai
A1 - Dutra-Clarke, Ana
A1 - Offit, Kenneth
A1 - Piedmonte, Marion
A1 - Kirk, Judy
A1 - Cohn, David
A1 - Hurteau, Jean
A1 - Byron, John
A1 - Fiorica, James
A1 - Toland, Amanda E.
A1 - Montagna, Marco
A1 - Oliani, Cristina
A1 - Imyanitov, Evgeny
A1 - Isaacs, Claudine
A1 - Tihomirova, Laima
A1 - Blanco, Ignacio
A1 - Lazaro, Conxi
A1 - Teulé, Alex
A1 - Del Valle, J.
A1 - Gayther, Simon A.
A1 - Odunsi, Kunle
A1 - Gross, Jenny
A1 - Karlan, Beth Y.
A1 - Olah, Edith
A1 - Teo, Soo-Hwang
A1 - Ganz, Patricia A.
A1 - Beattie, Mary S.
A1 - Dorfling, Cecelia M.
A1 - Jansen van Rensburg, Elizabeth
A1 - Diez, Orland
A1 - Kwong, Ava
A1 - Schmutzler, Rita K.
A1 - Wappenschmidt, Barbara
A1 - Engel, Christoph
A1 - Meindl, Alfons
A1 - Ditsch, Nina
A1 - Arnold, Norbert
A1 - Heidemann, Simone
A1 - Niederacher, Dieter
A1 - Preisler-Adams, Sabine
A1 - Gadzicki, Dorothea
A1 - Varon-Mateeva, Raymonda
A1 - Deissler, Helmut
A1 - Gehrig, Andrea
A1 - Sutter, Christian
A1 - Kast, Karin
A1 - Fiebig, Britta
A1 - Schäfer, Dieter
A1 - Caldes, Trinidad
A1 - de la Hoya, Miguel
A1 - Nevanlinna, Heli
A1 - Muranen, Taru A.
A1 - Lespérance, Bernard
A1 - Spurdle, Amanda B.
A1 - Neuhausen, Susan L.
A1 - Ding, Yuan C.
A1 - Wang, Xianshu
A1 - Fredericksen, Zachary
A1 - Pankratz, Vernon S.
A1 - Lindor, Noralane M.
A1 - Peterlongo, Paulo
A1 - Manoukian, Siranoush
A1 - Peissel, Bernard
A1 - Zaffaroni, Daniela
A1 - Bonanni, Bernardo
A1 - Bernard, Loris
A1 - Dolcetti, Riccardo
A1 - Papi, Laura
A1 - Ottini, Laura
A1 - Radice, Paolo
A1 - Greene, Mark H.
A1 - Loud, Jennifer T.
A1 - Andrulis, Irene L.
A1 - Ozcelik, Hilmi
A1 - Mulligan, Anna Marie
A1 - Glendon, Gord
A1 - Thomassen, Mads
A1 - Gerdes, Anne-Marie
A1 - Jensen, Uffe B.
A1 - Skytte, Anne-Bine
A1 - Kruse, Torben A.
A1 - Chenevix-Trench, Georgia
A1 - Couch, Fergus J.
A1 - Simard, Jacques
A1 - Easton, Douglas F.
T1 - Common variants at 12p11, 12q24, 9p21, 9q31.2 and in ZNF365 are associated with breast cancer risk for BRCA1 and/or BRCA2 mutation carriers
JF - Breast Cancer Research
N2 - Introduction: Several common alleles have been shown to be associated with breast and/or ovarian cancer risk for BRCA1 and BRCA2 mutation carriers. Recent genome-wide association studies of breast cancer have identified eight additional breast cancer susceptibility loci: rs1011970 (9p21, CDKN2A/B), rs10995190 (ZNF365), rs704010 (ZMIZ1), rs2380205 (10p15), rs614367 (11q13), rs1292011 (12q24), rs10771399 (12p11 near PTHLH) and rs865686 (9q31.2).
Methods: To evaluate whether these single nucleotide polymorphisms (SNPs) are associated with breast cancer risk for BRCA1 and BRCA2 carriers, we genotyped these SNPs in 12,599 BRCA1 and 7,132 BRCA2 mutation carriers and analysed the associations with breast cancer risk within a retrospective likelihood framework.
Results: Only SNP rs10771399 near PTHLH was associated with breast cancer risk for BRCA1 mutation carriers (per-allele hazard ratio (HR) = 0.87, 95% CI: 0.81 to 0.94, P-trend = 3 x 10\(^{-4}\)). The association was restricted to mutations proven or predicted to lead to absence of protein expression (HR = 0.82, 95% CI: 0.74 to 0.90, P-trend = 3.1 x 10\(^{-5}\), P-difference = 0.03). Four SNPs were associated with the risk of breast cancer for BRCA2 mutation carriers: rs10995190, P-trend = 0.015; rs1011970, P-trend = 0.048; rs865686, 2df P = 0.007; rs1292011 2df P = 0.03. rs10771399 (PTHLH) was predominantly associated with estrogen receptor (ER)-negative breast cancer for BRCA1 mutation carriers (HR = 0.81, 95% CI: 0.74 to 0.90, P-trend = 4 x 10\(^{-5}\)) and there was marginal evidence of association with ER- negative breast cancer for BRCA2 mutation carriers (HR = 0.78, 95% CI: 0.62 to 1.00, P-trend = 0.049).
Conclusions: The present findings, in combination with previously identified modifiers of risk, will ultimately lead to more accurate risk prediction and an improved understanding of the disease etiology in BRCA1 and BRCA2 mutation carriers.
KW - investigators
KW - genetic modifiers
KW - mammographic density
KW - susceptibility loci
KW - ovarian cancer
KW - hormone-related protein
KW - genome-wide association
KW - tumor subtypes
KW - alleles
KW - consortium
Y1 - 2012
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-130449
VL - 14
IS - R33
ER -
TY - THES
A1 - Golitschek, Robert von
T1 - Charakterisierung von genomischer Instabilität mit Hilfe der Spektralen Karyotypisierung beim Werner-Syndrom
T1 - characterization of genomic instability in Werner syndrome fibroblast cultures with spectral karyotyping.
N2 - Im Rahmen dieser Arbeit wurden erstmals Metaphasen von Fibroblastenkulturen (AA, WL, SCH, H-51) von Patienten mit der klinischen Verdachtsdiagnose Werner Syndrom (WS) mit der Spektralen Karyotypisierung (SKY) analysiert. Die Auswertung bestätigte in allen vier Zelllinien (ZLL) die zuvor mit konventionellen Methoden (z.B. mit G- und R-Bänderung) etablierten zytogenetischen Charakteristika des WS in Form des „Variegated Translocation Mosaicism“ (VTM) und der im zeitlichen Verlauf einer Zellkultur vorherrschenden zytogenetischen, dominanten Klone, deren Eigenschaften mit den drei Schlagwörtern „clonal attenuation“, „clonal succession“ und „clonal expansion“ bereits durch Salk et al. [28] treffend umschrieben wurden. Alle ZLL wurden nach 7 oder 8 Passagen seneszent, einer für WS-Fibroblasten typischen, reduzierten Lebensspanne. In der genaueren Analyse der aberranten Metaphasen war SKY den konventionellen Methoden deutlich überlegen. Während bei Salk et al. in 1005 Metaphasen 271 Brüche entdeckt wurden, wurden mit SKY in 69 Metaphasen 108 Brüche eindeutig klassifiziert, was außerdem eine detailliertere Einteilung der Klone in unterschiedliche, teilweise singuläre Subklone erforderlich machte. Die bisher noch nie in WS-Zellen festgestellten trizyklischen Chromosomenaustausche und dreifach-rekombinanten Chromosomen zeigten die Fähigkeit der SKY-Methode, komplexe genomische Veränderungen genau darzustellen. Zudem wurde erstmals ein pseudotetraploider Subklon T mit 87-90 Chromosomen entdeckt, der aus der Mutterkultur WL stammte und ein ungewöhnliches Wachstumspotential von etwa 45 Populationsverdoppelungen (PD) erreichte und die durchschnittlichen 20 PD von WS-Fibroblasten um mehr als das Doppelte überschritt, aber unter den 54 PD von Kontrollfibroblasten lag. Eine Tetrasomie wurde für alle autosomalen Chromosomen außer den Chromosomen 4 und 6 festgestellt, die jeweils dreimal, die Geschlechtschromosomen X und Y jeweils zweimal vertreten waren. Die Translokationen waren identisch mit denen von Klon a aus WL, allerdings in jeweils zweifacher Ausführung. 77 der 10 Chromosomen beinhalteten in den 69 Metaphasen ≥6 Brüche und waren in jeweils mindestens 3 der 4 ZLL an Chromosomenaberrationen beteiligt. V.a. Chromosom 16 war mit 17 Bruchpunkten bzw. in 23 von 78 aberranten Chromosomen am häufigsten involviert. Zudem war es an zwei der drei dreifach-rekombinierten Chromosomen und bei einem der zwei trizyklischen Chromosomenaustausche beteiligt. Dies weist auf eine möglicherweise große Bedeutung von Chromosom 16 in Rekombinationsprozessen hin. Auffällig war eine nicht-zufällige Bruchpunktverteilung. Die Bruchpunkte 3q11→q12, 9q13, 15q15, 16q12→q13 und 16q22 waren mögliche hot spots für Bruchereignisse und trugen Rechnung für ≈21% der Bruchereignisse. V.a. 16q22 brach am häufigsten (11mal), war als einziger Bruchpunkt in allen 4 Zelllinien vorhanden und maßgeblich für die hohe Beteiligung des Chromosoms 16 an strukturellen Aberrationen verantwortlich. 16q22 wurde in vorherigen Untersuchungen bisher noch nicht als einer der bevorzugten Bruchpunkte in WS festgestellt. Einige der bei Salk et al. genannten hot spots wurden in dieser Arbeit bestätigt, jedoch mit unterschiedlichem Verteilungsmuster. Dies hängt möglicherweise mit der höheren Sensitivität von SKY, aber auch mit der in dieser Arbeit relativ niedrigen Anzahl an Metaphasen zusammen. Für SKY bestehen weitere mannigfaltige Anwendungsmöglichkeiten , die in der zytogenetischen Forschung nicht nur auf dem Gebiet des WS Fortschritte erzielen können. SKY ist zudem eine sichere Methode, erfordert jedoch einen hohen zeitlichen und materiellen Aufwand, die die Anwendungsmöglichkeiten wiederum limitieren. Als diagnostisches Instrument erscheint SKY daher nur in Fällen sinnvoll, in denen nach der Anwendung konventioneller Methoden weiterhin Unsicherheiten bezüglich der Diagnose bestehen. Mit der Eigenschaft komplexe Rearrangements mit hoher Sensitivität zweifelsfrei nachzuweisen, kann es jedoch als der Gold-Standard bei unklaren Fällen gelten.
N2 - Four werner snydrome (ws) fibroblast cultures were analyzed by spectral karyotyping (sky) in this thesis work. There were multiple, pseudotetraploid clones in all cultures, mostly marked by random balanced reciprocal translocations and were therefore clearly showing "variegated translocation mosaicism", the cytogenetic hallmarks of werner syndrome fibroblasts in vitro. One culture contained two clones with three-way exchanges involving the chromosomes 2, 3, 16 and X, 2, 13. Two cultures contained threetime-recombinant chromosomes: der(3)t(3;11;4)(q22;?;q34), der(10)t(10;13;16)(q22;q31;q22), der(16)t(6;16;11)(q24;p13→q22;p15). In 69 metaphases 108 chromosomal breaks were detected, which shows the high sensitivity of sky. In the most extensive study in 1981 Salk et al. detected 271 breaks in 1005 metaphases. The most frequent breakpoint was 16q22(11 times)and was in all cultures immanent. It corresponds to FRA16B, possibly reflecting difficulties of WS cells in replicating AT-rich repetitive DNA structures. All cultures ceased proliferation after 7 or 8 in vitro passages, but a single clone with exceptional growth potential emerged in one of the senescing cultures. Due to its identical translocations, the derivation of this near tetraploid clone (tetrasomy of all autosomes except chromosomes 4 and 6) could be traced to the most prevalent pseudodiploid clone of the parental mass culture. The proliferation of the subclone ceased after 45 population doublings and exceeded the normal average proliferation rate of WS cells which is normally 20. The tetraploidization in combination with certain chromosome rearrangements and selective chromosome dosage may overcome the severely limited in vitro lifespan of WS fibroblasts. The results cleary show the ability of the sky method to confirm and enhance the knowledge of the cytogentic characteristics of ws cells due to its high sensitivity. As a diagnostic tool it should only be used in cases where conventional methods like g- or r-banding failed.
KW - Progeria adultorum
KW - werner syndrom
KW - spektrale karyotypisierung
KW - zytogenetik
KW - pseudotetraploidisierung
KW - 16q22
KW - werner syndrome
KW - spectral karyotyping
KW - cytogenetics
KW - pseudotetraploidization
KW - 16q22
Y1 - 2007
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-24957
ER -
TY - THES
A1 - Hohnbaum, Grit
T1 - Fanconi Anämie im Erwachsenenalter
T1 - Fanconi Anemia in Adulthood
N2 - Die Fanconi Anämie (FA) ist eine seltene autosomal und X-chromosomal rezessiv vererbte Krankheit, die zur Gruppe der Chromosomeninstabilitäts-Syndrome gehört. Klinisch manifestiert sich die FA durch kongenitale Fehlbildungen, progressives Knochenmarkversagen und eine Prädisposition für die Entwicklung von malignen Neoplasien in frühen Jahren. Am häufigsten ist unter FA-Patienten die Entstehung einer aplastischen Anämie zu beobachten mit einer kumulativen Inzidenz von 90% im Alter von 40 Jahren (Huck et al., 2006). Vom frühen Erwachsenenalter an stellen solide Tumoren, vornehmlich Plattenepithel-Karzinome des Oropharygeal- und Genitaltraktes, das Hauptproblem dar. Auf zellulärer Ebene ist die FA durch eine hohe spontane Chromosomenbrüchigkeit verbunden mit einer erhöhten chromosomalen Sensibilität gegenüber genotoxischen Substanzen und reaktiven Sauerstoffspezies gekennzeichnet. Seit einer stetigen Verbesserung der hämatopoietischen Stammzelltransplantation durch spezifische Konditionierungsprotokolle erreichen immer mehr FA-Patienten das Erwachsenenalter. In der Literatur häufen sich Berichte von FA-Patienten, die erstmalig im Erwachsenenalter durch ein frühes Auftreten von Malignomen oder Komplikationen in der Behandlung von Neoplasien diagnostiziert werden. Neben einer erfolgreichen HSZT können auch „ milde“ Mutationen oder die Bildung eines somatischen Mosaiks für das Überleben der FA Patienten in das Erwachsenenalter verantwortlich sein. Dies bedeutet, dass sich die FA als bisher rein pädiatrisch angesehenes Krankheitsbild mehr und mehr zu einer auch das Erwachsenenalter betreffenden Entität entwickelt. In der vorliegenden Arbeit wurden 131 FA-Patienten mit einem Alter von über 20 Jahren identifiziert und in verschiedene Gruppen eingeteilt. Damit wurde es möglich, die Verteilung der Patienten hinsichtlich ihres Geschlechts, der Komplementationsgruppe sowie der vermutlichen Ursachen für ein verlängertes Überleben dokumentieren zu können. 42 Patientenbeispiele stammen aus Literaturberichten von 1964 bis 2008, Informationen über 36 Patienten wurden dem US-amerikanischen Fanconi Anemia Research Fund („FARF“) entnommen und für 53 Patienten dienten die Krankenunterlagen des Instituts für Humangenetik an der Universität Würzburg als Grundlage. Es konnte gezeigt werden, dass etwa doppelt soviel Frauen wie Männer mit FA ein Alter jenseits des 20. Lebensjahres erreichten. Eine Zuordnung zu einer Komplementationsgruppe war bei 66 Patienten möglich. Diese ließ erkennen, dass im erwachsenen Patientenkollektiv die Komplementationsgruppen FA-A, FA-C, FA-D2, FA-G, FA-I und FA-J, jedoch keine der Gruppen FA-B, FA-D1, FA-E, FA-F, FA-L, FA-M und FA-N vertreten sind. Weiterhin wurden die erwachsenen FA-Patienten in vier verschiedene Gruppen nach der wahrscheinlichen Ursache ihres Überlebens eingeteilt werden: 26% erhielten eine erfolgreiche hämatopoietische Stammzelltransplantation, 17% entwickelten im Verlauf ein Mosaik, 4% konnten als Träger einer milden Mutation identifiziert werden. Die genaue Ursache für ein verlängertes Überleben bleibt jedoch bei 53% der FA-Patienten unbekannt, da Informationen bezüglich früherer Therapien und vor allem die Ergebnisse molekulargenetischer Untersuchungen fehlen. Bemerkenswert ist, dass der Großteil der über 50Jährigen ein Mosaik aufwies, während in dieser Altersgruppe Patienten mit erfolgreicher HSZT oder einer milden Mutation nur zu einem geringen Teil vertreten sind. Die für die FA charakteristische genetische Instabilität spiegelt sich in der hohen Anzahl (64%) von FA-Patienten wider, die auch ohne vorhergehende HSZT ein Plattenepithel-Karzinom (SCC) entwickelten. Nach HSZT manifestierte sich bei 25% der erwachsenen FA-Patienten ein SCC. Die Beachtung der medizinischen Besonderheiten des Erwachsenenalters ist von großer Bedeutung in der Prävention und Therapie von Komplikationen der FA und erfordert modifizierte Behandlungsstrategien für erwachsene FA-Patienten. Sorgfältig dokumentierte Langzeitbeobachtungen sowie die Identifizierung von Komplementationsgruppen und Mutationen bei jedem einzelnen FA-Patienten bilden die Grundlage für prognostische Aussagen, die derzeit nur beschränkt möglich sind. In zukünftigen Untersuchungen werden eine Reihe bisher ungelöster Fragen zu beantworten sein. Hierzu gehören die mögliche Rolle der Androgentherapie hinsichtlich der Förderung einer Mosaikbildung, die Faktoren, welche zu der auffälligen Geschlechterverteilung im Erwachsenenalter beitragen, sowie die Erforschung der Bedeutung „milder“ Mutationen und somatischer Reversionen. Die insgesamt sehr beeindruckenden Langzeitverläufe sowie die hohe Inzidenz von nicht-hämatologischen Komplikationen/Malignomen zeigen deutlich, dass sich die Fanconi Anämie zunehmend auch zu einer internistisch/onkologischen Krankheit entwickelt.
N2 - Fanconi anemia (FA) is a rare autosomal and X-chromosomal recessive disorder belonging to the group of chromosomal instability syndromes. FA is clinically characterised by congenital malformations, progressive bone marrow failure and a high risk for developing malignant neoplasia. FA-patients frequently present as aplastic anemia with a cumulative incidence of 90% at 40 years of age (Huck et al., 2006). From early adulthood on the mean clinical problem for FA-patients is the high incidence of solid tumors, predominantly squamous cell carcinomas of the oropharyngeal and genital tracts. At the cellular level FA is characterized by high spontaneous chromosomal breakage combined with strongly increased sensitivity to genotoxic agents such as DEB or MMC. Due to recent improvements of hematopoietic stem cell transplantation more and more FA-patients survive to adulthood. There is an increasing number of reports of adult FA patients being diagnosed in adulthood because of early onset of malignancies and/or unusually severe reactions towards radio- or chemotherapy. Surival to adulthood may result from successful HSCT, but also be due to the existence of a hypomorphic mutation or the development of a somatic reversion of a germline mutation. These life-extending events imply that FA changes more and more from a purely pediatric to an adulthood disease. Here we report 131 FA-patients older than 20 years and attempt to elucidate the probable reasons for their relative longevity. Among other parameters we document these patients with regard to gender, complementation group and presumable underlying causes of survival. 42 patients were reported in the literature from 1964 to 2008. Information of 36 patients derives from the American Fanconi Anemia Research Fund (“FARF”), and 53 patients were found in the local diagnostic database. We show that there are twice as many women as men reaching the adulthood. 66 patients could be assigned to complementation groups FA-A, FA-C, FA-D2, FA-G, FA-I and FA-J. In contrast, patients belonging to complementation groups FA-B, FA-D1, FA-E, FA-F, FA-L, FA-M and FA-N were not represented among our adult patient cohorts. The adult FA-patients were operationally divided in four different groups according to the presumptive cause of survival to adulthood: 26% received a successful HSCT, 17% developed a somatic mosaicism, 4% were likely to carry a hypomorphic mutation. The precise cause of the prolonged survival remains unknown in 53% of the FA-patients. This largest group lacks essential information about clinical course, previous therapeutic interventions, complementation group and mutations. A surprising finding is that there are more cases of somatic reversions among the very few patients older than 50 years. Due to lack of molecular analysis, the number of patients surviving due to hypomorphic mutations is likely to be underestimated. The characteristic genetic instability which affects all body cells is reflected in the high number of adult patients (64%) who developed a squamous cell carcinoma even in the absence of previous HSCT. 5 to 15 years after transplantation, 25% of the patients represented a SCC which again is a higher figure than among transplanted non-FA patients. Adult FA patients frequently present with clinical features that are different from childhood patients. These features include absent or only mild patterns of congenital malformations, normal or only mildly reduced blood counts, early onset SCC of the oropharyngeal and the anogenital region, and/or severe reaction to radiation or chemotherapy of such malignancies. In order to arrive at clinically useful prognostic data, long term monitoring of clinical course but also identification of complementation group and mutations are required in each FA-patient. Future studies should be aimed at elucidating the possible role of the steroid treatments for developing somatic reversion. Even though the primary non-hematological complications of adult FA-patients are early onset squamous cell carcinomas, there are a number of additional organ malfunctions (e.g. diabetes mellitus, hypothyroidism, gonadal failure, osteoporosis) which require attention by physicians trained in endocrinology, internal medicine and oncology. Clearly, FA evolves from a primary childhood to an adult disease.
KW - Fanconi-Anämie
KW - Erwachsener
KW - Fanconi Anemia
KW - Adulthood
Y1 - 2009
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-38124
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TY - THES
A1 - Sanftl, Petra
T1 - Erklärungsversuche der Ursachen des Down-Syndroms nach der Erstbeschreibung im Jahre 1866 bis zur Entdeckung der Trisomie 21 im Jahre 1959
T1 - Efforts to explain Down´s Syndrome´s cause from the initial description in 1866 to the discovery of Trisomy 21 in 1959
N2 - Die vorliegende Arbeit liefert einen historischen Abriss über Erklärungsmodelle des Down- Syndroms im Zeitraum von 1866 bis 1959. Es wird dargestellt, wie ausgehend von Einzelsymptomen das Syndrom Down definiert wurde und welche Thesen in Bezug auf Ätiologie und Pathogenese aufgestellt werden. Dem Down-Syndrom liegt nach heutigem Wissen eine autosomale Chromosomenaberration zugrunde. Statt einer zweifachen Ausführung des Autosoms 21 liegt ein weiteres Chromosom 21 vor, man spricht von einer Trisomie 21. Der Phänotyp des Down-Syndroms ist schon seit mindestens 150 Jahren bekannt, möglicherweise existierten sogar bereits im Zeitalter der Jungsteinzeit die ersten Krankheitsfälle. Der Erstbeschreiber J. L. H. Down war medizinischer Leiter eines Heimes für geistig Behinderte und stellte eine scheinbare Ähnlichkeit zwischen seinen Patienten und bestimmten Menschenrassen fest. In den folgenden Jahrzehnten wurden verschiedenste Theorien zur Ätiopathogenese der Trisomie 21 aufgestellt. 1959, mehr als 20 Jahren nachdem Waardenburg (1932) auf die Möglichkeit einer Chromosomenaberration hinwies, entdecken Lejeune und seine Mitarbeiter ein zusätzliches Chromosom im Karyogramm von Down-Patienten: 47 Chromosomen anstelle von 46 Chromosomen, Trisomie.
N2 - This paper gives an historical synopsis of theories about Down´s Syndrome in the period from 1866 to 1959. Starting from singular symptoms the clinical picture of Down´s Syndrome was defined. Various theories concerning etiology and pathogenesis of Trisomy 21 are illustrated. As we know today, Down´s Syndrome bases on an autosomal chromosome aberration. In stead of two autosomes 21 there´s a third autosome 21, the so-called “trisomy 21”. The phenotypical Down´s Syndrome is known for at least more than 150 years, the first cases may have even existed in the Neolithic period. J. L. Down, who was the first to describe the disease pattern, was the medical director of a asylum for mentally retarded people. He discovered an apparent resemblance between his patients and certain human races. In the following decades various theories on the etiology of Trisomy 21 were proposed. In 1959, more than 20 years after Waardenburg suggested the idea of a chromosome aberration, Lejeune and his assistants discovered an additional chromosome in the karyogram of patients with Down´s Syndrome: 47 chromosomes instead of 46 chromosomes, trisomy.
KW - Down Syndrom
KW - Trisomie 21
KW - Chromosomenaberration
KW - Langdon Down
KW - Ätiologie
KW - Down´s Syndrome
KW - Trisomy 21
KW - chromosome aberration
KW - Langdon Down
KW - etiology
Y1 - 2006
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-22470
ER -
TY - THES
A1 - von Baumgarten, Sophia
T1 - Das genetische Modell der hereditären Hämochromatose
T1 - The gentic model of hereditary hemochromatodsis
N2 - Das genetische Modell der hereditären Hämochromatose soll Aufschluss über die ungefähre Größenordnung schlecht untersuchter Parameter geben. Hierzu gehören die Allelfrequenz der zusammengefassten restlichen Mutationen des HFE-Gens, sowie die Penetranzen der verschiedenen Genotypen. Durch die Analyse des Krankenkollektivs und die Berechnung der Häufigkeiten der verschiedenen Genotypen aus den Allelfrequenzen ist es mit Hilfe des genetischen Modells möglich, die Penetranzen der einzelnen Genotypen zu berechnen. Das Modell fasst die restlichen Mutationen des HFE-Gens als RM zusammen. In Europa und Nordamerika zusammengefasst ist so eine Allelfrequenz von 0,0153 mit einer Penetranz von 0,373 für RM-RM anzunehmen. In Italien allein betrachtet, ist die Allelfrequenz von RM etwa 0,098 mit einer Penetranz von 0,491 für RM-RM. Für Mitteleuropa errechnet sich eine Allelfrequenz von 0,0155 mit einer Penetranz von 0,482 für RM-RM, für Südeuropa ist es 0,0119 bzw. 0,482. Vergleiche von zusammengefassten Daten aus Mittel- und Südeuropa ergaben Unterschiede in der Verteilung der Genotypen, sowie der Penetranzen. So scheinen besonders in Südeuropa neben den Hauptmutationen im HFE-Gen, C282Y und H63D, andere Mutationen, RM, eine größere Rolle der Krankheitsmanifestation zu spielen als in Mitteleuropa. Das genetische Modell der Hämochromatose ermöglicht eine Risikoabschätzung bei Ratsuchenden mit an HH erkrankten Angehörigen. Auch bei Personen, die heterozygot für C282Y oder H63D sind, lässt sich nun ein Erkrankungsrisiko abschätzen. Das Erkrankungsrisiko variiert je nach Herkunftsland. Die Erhebung verschiedener Daten und die weitere Untersuchung anderer Mutationen im HFE-Gen sind abzuwarten, um das Modell komplettieren zu können. Bis dahin stellt es jedoch einen guten Anhaltspunkt für eben diese schlecht untersuchten Größen dar, und bietet daher die Möglichkeit, die Krankheit in ihrer Heterogenität und Komplexität vereinfacht darzustellen, und so Wahrscheinlichkeiten abschätzen zu können.
N2 - The genetic modell of hereditary hemochromatosis aims to give an idea of the penetrance and frequency of the main mutations in the HFE-Gen, C282Y and H63D and also the less common mutations. These parameters may vary depending on the region and the population. Using the genetic modell it is now possible to estimate the risk of developing symptoms of the desease depending on the genotype. The genetic modell therefore allows a simplified presentation of the heterogenity and complexity of the desease and can be used to estimate propabilities.
KW - Hämochromatose
KW - Penetranz
KW - H63D
KW - C282Y
KW - hereditary hemochromatosis
Y1 - 2009
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-39316
ER -
TY - THES
A1 - Schoenborn, Veit
T1 - Whole Genome Amplification von Plasma-DNA und Entwicklung eines Ausschlusskriteriums zur Verbesserung der Genotypisierungsqualität
T1 - Sample selection algorithm to improve quality of genotyping from plasma-derived DNA: to separate the wheat from the chaff.
N2 - Plasma- und Serumproben waren in früheren epidemiologischen Studien häufig das einzige biologische Material, das gesammelt und untersucht wurde. Diese Studien besitzen gerade durch ihren sehr langen Untersuchungszeitraum einen riesigen Informationsgehalt und wären ein unbezahlbarer Schatz für genetische Analysen. Oft ist aufgrund damals mangelnder Akquirierung jedoch keine genomische DNA verfügbar. Um die in Plasmaproben in geringer Menge vorkommende DNA verwenden zu können, extrahierten wir die DNA mit Hilfe von magnetischen Partikeln und setzten sie in eine Whole Genome Amplification (WGA) mittels Φ29-DNA-Polymerase ein. Wir stellten 88 Probenpärchen, bestehend aus einer WGA-Plasma-DNA und der korrespondierenden Vollblut-DNA derselben Person, zusammen und genotypisierten bei diesen neun hochpolymorphe Short Tandem Repeats (STR) und 25 SNPs. Die durchschnittliche innerhalb der Probenpaare auftretende Diskordanzrate betrug 3,8% für SNPs sowie 15,9% für STRs. Basierend auf den Ergebnissen der Hälfte der Probenpaare entwickelten wir einen Ausschlussalgorithmus und validierten diesen in der anderen Hälfte der Probenpaare. Mit diesem ist es möglich, zum Einen diejenigen Proben mit einer guten DNA-Qualität herauszufiltern, um Genotypisierungsfehler zu vermeiden, und zum Anderen jene Proben mit insuffizienter DNA-Qualität auszuschließen. Nachdem Proben, die fünf oder mehr homozygote Loci in dem 9-STR-Markerset aufwiesen, ausgeschlossen wurden, resultierte dies in einer Ausschlussrate von 22,7% und senkte die durchschnittliche Diskordanzrate auf 3,92% für STRs bzw. 0,63% für SNPs. Bei SNPs entspricht dieser Wert ungefähr der Fehlerquote, wie er auch bei Genotypisierungen mit Vollblut-DNA in vielen Laboratorien auftritt. Unsere Methode und das Ausschlusskriterium bieten damit neue Möglichkeiten, um zuverlässige DNA aus archivierten Plasmaproben wiederzugewinnen. Dieser Algorithmus ist auch besser geeignet, als nur die eingesetzte DNA-Menge in die WGA-Reaktion als Kriterium zu benützen.
N2 - Plasma and serum samples were often the only biological material collected for earlier epidemiological studies. These studies have a huge informative content, especially due to their long follow-up and would be an invaluable treasure for genetic investigations. However, often no banked DNA is available. To use the small amounts of DNA present in plasma, in a first step, we applied magnetic bead technology to extract this DNA, followed by a whole-genome amplification (WGA) using phi29-polymerase. We assembled 88 sample pairs, each consisting of WGA plasma DNA and the corresponding whole-blood DNA. We genotyped nine highly polymorphic short tandem repeats (STRs) and 23 SNPs in both DNA sources. The average within-pair discordance was 3.8% for SNPs and 15.9% for STR genotypes, respectively. We developed an algorithm based on one-half of the sample pairs and validated on the other one-half to identify the samples with high WGA plasma DNA quality to assure low genotyping error and to exclude plasma DNA samples with insufficient quality: excluding samples showing homozygosity at five or more of the nine STR loci yielded exclusion of 22.7% of all samples and decreased average discordance for STR and SNP markers to 3.92% and 0.63%, respectively. For SNPs, this is very close to the error observed for genomic DNA in many laboratories. Our workflow and sample selection algorithm offers new opportunities to recover reliable DNA from stored plasma material. This algorithm is superior to testing the amount of input DNA.
KW - Whole Genome Amplification
KW - Multiple displacement amplification
KW - Genotypisierung
KW - Plasma DNA
KW - Phi29 Polymerase
KW - Qualitätskontrolle
KW - whole genome amplification
KW - plasma
KW - DNA purification
KW - quality control
Y1 - 2008
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-37136
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TY - THES
A1 - Höhn, Katharina
T1 - Genotyp-Phänotyp Korrelation bei Fanconi Anämie
T1 - Genotype-Phenotype Correlation of Fanconi Anemia
N2 - Die Fanconi Anämie (FA) stellt eine sowohl genetisch als auch phänotypisch äußerst heterogene, autosomal rezessiv und X-chromosomal vererbte Erkrankung dar. Sie ist gekennzeichnet durch chromosomale Instabilität, ein chronisch progredientes Knochenmarkversagen, multiple kongenitale Fehlbildungen und eine Prädisposition zu diversen Neoplasien. Auf zellulärer Ebene ist die FA durch eine erhöhte spontane Chromosomenbrüchigkeit sowie einer Hypersensitivität gegenüber DNA-schädigenden Agenzien charakterisiert. Bislang konnten 13 Komplementations-gruppen (FA-A bis FA-N) und ihre jeweiligen Gene identifiziert werden. Die FA-Proteine spielen eine wichtige Rolle bei der Reparatur von DNA-Doppelstrang-brüchen. Die breite genetische Heterogenität der Fanconi Anämie und die große Anzahl privater Mutationen, aufgrund derer kaum interindividuelle Vergleiche möglich sind, erschweren eine Genotyp-Phänotyp Korrelation ebenso wie der compound-heterozygote Mutationsstatus vieler FA-Patienten. Bisherige Untersuchungen weisen darauf hin, dass die Art der jeweiligen Mutation einen größeren Einfluß auf die phänotypische Ausprägung der Erkrankung hat als die Art des betroffenen Gens. Zusätzlich zeichnet die Fanconi Anämie eine große phänotypische Variabilität aus, die sich in höchst unterschiedlichen Krankheitsausprägungen und –verläufen äußert. Um aussagekräftige Genotyp-Phänotyp Korrelationen etablieren zu können, bedarf es einer ausreichenden Anzahl von FA-Patienten, bei denen sowohl die Komplementationsgruppe als auch die zugrunde liegende Mutation eindeutig definiert wurden. In der vorliegenden Arbeit wurden exemplarisch die Krankheitsverläufe einiger Patienten (4 x FA-A, 1 x FA-B, 3 x FA-C, 1 x FA-D2 und 2 x FA-G) analysiert und mit den jeweiligen molekulargenetischen Befunden korreliert. Im Anschluss daran wurden in der Literatur beschriebene Genotyp-Phänotyp Korrelationen erläutert, verschiedene Mechanismen der phänotypischen Variabilität dargestellt und abschließend prägnante Kasuistiken nochmals hervorgehoben.
N2 - Fanconi anemia (FA) is an autosomal recessive disorder that is defined by cellular hypersensitivity to DNA crosslinking agents, and is characterized by the variable presence of congenital malformations, progressive bone-marrow failure, and predisposition to leukemia and solid tumors. There are at least different 13 complementation groups. FA genes are thought to play an important role in the removal of DNA interstrand crosslinks. Genotype-phenotype correlations are further complicated by the obvious heterogeneity of the mutational spectrum within each FA gene, the private character of mutations and the high prevalence of compound heterozygosity. Studies so far indicate that the nature of the underlying mutation is more important than the underlying complementation group. Furthermore there is a wide variation of phenotypes. Clinical course and severity of FA vary strongly between and even within families. Any definite conclusion about genotype-phenotype correlation needs a sufficient number of FA patients whose underlying complementation group and mutation has been identified and whose clinical course has been analysed equally. The present dissertation represents a first step in this direction.
KW - Fanconi-Anämie
KW - Genetische Variabilität
KW - Phänotypische Heterogenität
KW - Genotyp-Phänotyp Korrelation
KW - Fallbeispiele
KW - Fanconi anemia
KW - genetic heterogeneity
KW - phenotypic heterogeneity
KW - genotype-phenotype correlation
KW - case reports
Y1 - 2009
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-37542
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TY - THES
A1 - Hünerberg, Mirja Maaret
T1 - Erstcharakterisierung des Vitamin K-Epoxid-Reduktase Komplex 1-like 1 Proteins
T1 - Characterization of the Vitamin K-Epoxide Reductase Komplex 1-like 1 Protein
N2 - Im Jahre 2004 wurden in unserem Labor zwei Gene einer neuen Proteinfamilie kloniert, deren Charakterisierung seither im Gange ist. Das eine Protein, VKORC1, konnte durch Mutationsanalysen und biochemische Untersuchungen als eine zentrale Komponente des so genannten Vitamin K-Zyklus identifiziert werden. Vitamin K wird für die γ-Carboxylierung der Vitamin K-abhängigen Proteine wie z.B. der Gerinnungsfaktoren II, VII, IX und X als Cofaktor der γ-Glutamyl-Carboxylase benötigt. Da Vitamin K essentiell ist, wird seine Epoxidform vom Organismus wieder in eine physiologisch aktive Hydrochinon-Form überführt. Für diese Reaktion wird die Vitamin K-Epoxid-Reduktase (VKORC1) benötigt. Mutationen in VKORC1 führen einerseits zu einem erblich bedingten Mangel an Vitamin K-abhängigen Gerinnungsfaktoren vom Typ 2 (VKCFD2) mit starken Blutungen durch eine nicht oder nur unvollständig ablaufende Blutgerinnung. Das VKORC1 ist andererseits auch das Ziel von Medikamenten der Coumaringruppe, der sog. Vitamin K-Antagonisten, die zur Verhinderung einer unzeitigen Gerinnung eingesetzt werden. In höheren Dosen wird diese Substanzklasse als Rattenbekämpfungsmittel eingesetzt. Bei manchen Rattenpopulationen, aber auch bei einigen Patienten, ist die Wirksamkeit der Coumarine durch bestimmte Mutationen im VKORC1-Protein, welche eine Warfarinresistenz hervorrufen, erheblich eingeschränkt. Zu diesem VKORC1 existiert ein paraloges Protein, das Vitamin K-Epoxid-Reduktase Komplex 1-like 1 Protein (VKORC1L1), dessen Funktion bislang unbekannt ist und welches Gegenstand der vorliegenden Arbeit war. Es wurden unterschiedliche Methoden angewandt, um das VKORC1L1-Protein zu charakterisieren und seine mögliche Funktion(en) aufzuklären. Zum einen sollte die Herstellung einer Knockout-Maus dazu dienen, durch den erhaltenen Phänotyp Hinweise auf die mögliche physiologische Aufgabe zu erhalten. Allerdings gelangten die Versuche nur bis zur Generierung der Chimären, so dass dieses Teilprojekt nicht zum Abschluss gebracht werden konnte. Die biochemische Charakterisierung des Proteins zeigte eine Expression des VKORC1L1-Gens in allen untersuchten Geweben, wobei keine starke Expression für ein bestimmtes Gewebe ermittelt werden konnte. Es konnte gezeigt werden, dass das Protein Vitamin K-Epoxid auf gleiche Weise wie das VKORC1 recyceln kann und durch Warfarin gehemmt wird. Einige der in eingeführten VKORC1L1 Mutationen vermitteln darüber hinaus eine Warfarinresistenz. Des Weiteren wurden Enzymkinetiken für die Spezies Maus und Ratte sowie für die Stachelmaus erstellt. Die erhaltenen Werte für die Michaelis-Menten-Konstante und die Maximalgeschwindigkeit sind untereinander sehr ähnlich und sprechen für eine Oxido-Reduktase-Aktivität des VKORC1L1-Proteins. Bioinformatische Analysen konzentrierten sich auf die Aufklärung von konservierten Aminosäureresten im VKORC1L1. Dadurch konnten funktionell wichtige Positionen des Proteins ermittelt werden. Ein evolutiver Stammbaum konnte weiterhin zeigen, dass die paralogen Proteine VKORC1 und VKORC1L1 sehr wahrscheinlich aus einem gemeinsamen Vorläuferprotein bei der Entwicklung der Wirbeltiere aus einer Duplikation entstanden sind und nach der Entstehung der Landwirbeltiere ihre spezifischen Funktionen ausgebildet haben. Ein Homologievergleich zwischen den humanen Chromosomen 7 und 16 und den jeweiligen Chromosomen verschiedener Spezies zeigte, dass sich nach der Duplikation die Gene für das VKORC1 und das VKORC1L1 bei fast allen betrachteten Spezies unabhängig voneinander auf verschiedenen Chromosomen evolutiv entwickelt haben. Dies ist ein weiteres Indiz dafür, dass die Duplikation schon sehr lange zurück liegt.
N2 - In 2004 two genes of a new protein family were cloned in our institute. Since then the characterization of this protein family is in progress. Through mutation and biochemical analyses one protein, VKORC1, could be identified as a central component of the so-called vitamin K cycle. Vitamin K is required as a cofactor of the γ-glutamyl carboxylase for the γ-carboxylation of the vitamin K-dependent proteins such as the coagulation factors II, VII, IX and X. As vitamin K is essential, the epoxide form is again transferred by the organism into a physiologically active hydrochinone form. For this reaction vitamin K epoxide reductase (VKORC1) is necessary. On the one hand mutations in VKORC1 lead to a hereditary combined deficiency of vitamin K-dependent clotting factors of type 2 (VKCFD2) with heavy bleedings because of missing or insufficient blood coagulation. On the other hand VKORC1 is also the target of medical treatment with the coumarin derivative group, the so-called vitamin K antagonists, which are used for preventing untimely coagulation. In higher doses this class of substances is used as rodenticides. In some rat populations as well as in case of some human patients the efficiency of the coumarins is considerably reduced through specific mutations in the VKORC1 protein leading to a warfarin resistance. There is a paralogue protein to VKORC1, the vitamin K epoxide reductase complex 1-like 1 protein (VKORC1L1), the function of which is not known so far and which is the subject of this study. Different methods have been applied in order to characterize the VKORC1L1-protein and to explain its potential functions. One the one hand, the creation of a knockout mouse was to give information on potential physiological tasks through its specific phenotype. The experiments, however, were only successful as far as the creation of chimeras was concerned. Thus, this part of the project could not be completed totally. The biochemical characterization showed an expression of the VKORC1L1-gene in all tissues examined. It was, however, not possible to find a strong expression for a specific tissue. We were able to show that the protein can recycle vitamin K epoxide in the same way as VKORC1 and that it is inhibited by warfarin. Some of the mutations within the VKORC1L1 lead to a warfarin resistance. Moreover, enzyme kinetics were applied for the mouse, rat and acomys species. The calculated values of the Michaelis-Menten constant and of the maximal speed Vmax are very similar to each other and support an oxido-reductase activity for the VKORC1L1-protein. Bioinformatic analyses were focused on the explanation of the conserved amino acids within VKORC1L1. So, functionally important positions could be determined. Moreover, an evolutionary life tree showed that the paralogue proteins VKORC1 and VKORC1L1 have probably been arisen from a common precursor protein by duplication when vertebrates developed and formed its specific functions after the tetrapod vertebrates came into being. A homological comparison between the human chromosomes 7 and 16 and the corresponding chromosomes of different species showed that the duplication of the genes for VKORC1 and VKORC1L1 evolved independently of each other on different chromosomes within all species examined. This is a further indication that the duplication took place a long time ago.
KW - Vitamin-K-Epoxid-Reduktase
KW - VKORC1L1
KW - Vitamin K
KW - VKORC1L1
KW - vitamin K
Y1 - 2009
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-36166
ER -
TY - JOUR
A1 - Semmler, Anna-Lena
A1 - Sacconi, Sabrina
A1 - Bach, J. Elisa
A1 - Liebe, Claus
A1 - Bürmann, Jan
A1 - Kley, Rudolf A.
A1 - Ferbert, Andreas
A1 - Anderheiden, Roland
A1 - Van den Bergh, Peter
A1 - Martin, Jean-Jacques
A1 - De Jonghe, Peter
A1 - Neuen-Jacob, Eva
A1 - Müller, Oliver
A1 - Deschauer, Marcus
A1 - Bergmann, Markus
A1 - Schröder, J. Michael
A1 - Vorgerd, Matthias
A1 - Schulz, Jörg B.
A1 - Weis, Joachim
A1 - Kress, Wolfram
A1 - Claeys, Kristl G.
T1 - Unusual multisystemic involvement and a novel BAG3 mutation revealed by NGS screening in a large cohort of myofibrillar myopathies
JF - Orphanet Journal of Rare Diseases
N2 - Background: Myofibrillar myopathies (MFM) are a group of phenotypically and genetically heterogeneous neuromuscular disorders, which are characterized by protein aggregations in muscle fibres and can be associated with multisystemic involvement.
Methods: We screened a large cohort of 38 index patients with MFM for mutations in the nine thus far known causative genes using Sanger and next generation sequencing (NGS). We studied the clinical and histopathological characteristics in 38 index patients and five additional relatives (n = 43) and particularly focused on the associated multisystemic symptoms.
Results: We identified 14 heterozygous mutations (diagnostic yield of 37%), among them the novel p. Pro209Gln mutation in the BAG3 gene, which was associated with onset in adulthood, a mild phenotype and an axonal sensorimotor polyneuropathy, in the absence of giant axons at the nerve biopsy. We revealed several novel clinical phenotypes and unusual multisystemic presentations with previously described mutations: hearing impairment with a FLNC mutation, dysphonia with a mutation in DES and the first patient with a FLNC mutation presenting respiratory insufficiency as the initial symptom. Moreover, we described for the first time respiratory insufficiency occurring in a patient with the p. Gly154Ser mutation in CRYAB. Interestingly, we detected a polyneuropathy in 28% of the MFM patients, including a BAG3 and a MYOT case, and hearing impairment in 13%, including one patient with a FLNC mutation and two with mutations in the DES gene. In four index patients with a mutation in one of the MFM genes, typical histological findings were only identified at the ultrastructural level (29%).
Conclusions: We conclude that extraskeletal symptoms frequently occur in MFM, particularly cardiac and respiratory involvement, polyneuropathy and/or deafness. BAG3 mutations should be considered even in cases with a mild phenotype or an adult onset. We identified a genetic defect in one of the known genes in less than half of the MFM patients, indicating that more causative genes are still to be found. Next generation sequencing techniques should be helpful in achieving this aim.
KW - polyneuropathy
KW - MFM
KW - next generation sequencing
KW - bcl-2 associated athanogene protein 3
KW - protein aggregation
KW - hearing impairment
KW - early respiratory-failure
KW - myopathy
KW - muscular-dystrophy
KW - skeletal myopathy
Y1 - 2014
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-115623
SN - 1750-1172
N1 - Additional files are available here: http://www.ojrd.com/content/9/1/121/additional
VL - 9
IS - 121
ER -
TY - JOUR
A1 - Tayebi, Naeimeh
A1 - Jamsheer, Aleksander
A1 - Flöttmann, Ricarda
A1 - Sowinska-Seidler, Anna
A1 - Doelken, Sandra C.
A1 - Oehl-Jaschkowitz, Barbara
A1 - Hülsemann, Wiebke
A1 - Habenicht, Rolf
A1 - Klopocki, Eva
A1 - Mundlos, Sefan
A1 - Spielmann, Malte
T1 - Deletions of exons with regulatory activity at the DYNC1I1 locus are associated with split-hand/split-foot malformation: array CGH screening of 134 unrelated families
JF - Orphanet Journal of Rare Diseases
N2 - Background: A growing number of non-coding regulatory mutations are being identified in congenital disease. Very recently also some exons of protein coding genes have been identified to act as tissue specific enhancer elements and were therefore termed exonic enhancers or "eExons".
Methods: We screened a cohort of 134 unrelated families with split-hand/split-foot malformation (SHFM) with high resolution array CGH for CNVs with regulatory potential.
Results: In three families with an autosomal dominant non-syndromic SHFM phenotype we detected microdeletions encompassing the exonic enhancer (eExons) 15 and 17 of DYNC1I1. In a fourth family, who had hearing loss in addition to SHFM, we found a larger deletion of 510 kb including the eExons of DYNC1I1 and, in addition, the human brain enhancer hs1642. Exons 15 and 17 of DYNC1I1 are known to act as tissue specific limb enhancers of DLX5/6, two genes that have been shown to be associated with SHFM in mice. In our cohort of 134 unrelated families with SHFM, deletions of the eExons of DYNC1I1 account for approximately 3% of the cases, while 17p13.3 duplications were identified in 13% of the families, 10q24 duplications in 12%, and TP63 mutations were detected in 4%.
Conclusions: We reduce the minimal critical region for SHFM1 to 78 kb. Hearing loss, however, appears to be associated with deletions of a more telomeric region encompassing the brain enhancer element hs1642. Thus, SHFM1 as well as hearing loss at the same locus are caused by deletion of regulatory elements. Deletions of the exons with regulatory potential of DYNC1I1 are an example of the emerging role of exonic enhancer elements and their implications in congenital malformation syndromes.
KW - SHFM
KW - DLX5/6
KW - DYNC1I1
KW - regulatory mutations
KW - eExons
KW - tissue-specific enhancers
KW - hand/foot malformation
KW - II citrullinemia
KW - limb development
KW - human disease
Y1 - 2014
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-115759
SN - 1750-1172
VL - 9
IS - 108
ER -
TY - JOUR
A1 - Osorio, Ana
A1 - Milne, Roger L.
A1 - Kuchenbaecker, Karoline
A1 - Vaclová, Tereza
A1 - Pita, Guillermo
A1 - Alonso, Rosario
A1 - Peterlongo, Paolo
A1 - Blanco, Ignacio
A1 - de la Hoya, Miguel
A1 - Duran, Mercedes
A1 - Diez, Orland
A1 - Ramón y Cajal, Teresa
A1 - Konstantopoulou, Irene
A1 - Martínez-Bouzas, Christina
A1 - Conejero, Raquel Andrés
A1 - Soucy, Penny
A1 - McGuffog, Lesley
A1 - Barrowdale, Daniel
A1 - Lee, Andrew
A1 - Arver, Brita
A1 - Rantala, Johanna
A1 - Loman, Niklas
A1 - Ehrencrona, Hans
A1 - Olopade, Olufunmilayo I.
A1 - Beattie, Mary S.
A1 - Domchek, Susan M.
A1 - Nathanson, Katherine
A1 - Rebbeck, Timothy R.
A1 - Arun, Banu K.
A1 - Karlan, Beth Y.
A1 - Walsh, Christine
A1 - Lester, Jenny
A1 - John, Esther M.
A1 - Whittemore, Alice S.
A1 - Daly, Mary B.
A1 - Southey, Melissa
A1 - Hopper, John
A1 - Terry, Mary B.
A1 - Buys, Saundra S.
A1 - Janavicius, Ramunas
A1 - Dorfling, Cecilia M.
A1 - van Rensburg, Elizabeth J.
A1 - Steele, Linda
A1 - Neuhausen, Susan L.
A1 - Ding, Yuan Chun
A1 - Hansen, Thomas V. O.
A1 - Jønson, Lars
A1 - Ejlertsen, Bent
A1 - Gerdes, Anne-Marie
A1 - Infante, Mar
A1 - Herráez, Belén
A1 - Moreno, Leticia Thais
A1 - Weitzel, Jeffrey N.
A1 - Herzog, Josef
A1 - Weeman, Kisa
A1 - Manoukian, Siranoush
A1 - Peissel, Bernard
A1 - Zaffaroni, Daniela
A1 - Scuvera, Guilietta
A1 - Bonanni, Bernardo
A1 - Mariette, Frederique
A1 - Volorio, Sara
A1 - Viel, Alessandra
A1 - Varesco, Liliana
A1 - Papi, Laura
A1 - Ottini, Laura
A1 - Tibiletti, Maria Grazia
A1 - Radice, Paolo
A1 - Yannoukakos, Drakoulis
A1 - Garber, Judy
A1 - Ellis, Steve
A1 - Frost, Debra
A1 - Platte, Radka
A1 - Fineberg, Elena
A1 - Evans, Gareth
A1 - Lalloo, Fiona
A1 - Izatt, Louise
A1 - Eeles, Ros
A1 - Adlard, Julian
A1 - Davidson, Rosemarie
A1 - Cole, Trevor
A1 - Eccles, Diana
A1 - Cook, Jackie
A1 - Hodgson, Shirley
A1 - Brewer, Carole
A1 - Tischkowitz, Marc
A1 - Douglas, Fiona
A1 - Porteous, Mary
A1 - Side, Lucy
A1 - Walker, Lisa
A1 - Morrison, Patrick
A1 - Donaldson, Alan
A1 - Kennedy, John
A1 - Foo, Claire
A1 - Godwin, Andrew K.
A1 - Schmutzler, Rita Katharina
A1 - Wappenschmidt, Barbara
A1 - Rhiem, Kerstin
A1 - Engel, Christoph
A1 - Meindl, Alftons
A1 - Ditsch, Nina
A1 - Arnold, Norbert
A1 - Plendl, Hans Jörg
A1 - Niederacher, Dieter
A1 - Sutter, Christian
A1 - Wang-Gohrke, Shan
A1 - Steinemann, Doris
A1 - Preisler-Adams, Sabine
A1 - Kast, Karin
A1 - Varon-Mateeva, Raymonda
A1 - Gehrig, Andrea
A1 - Stoppa-Lyonnet, Dominique
A1 - Sinilnikova, Olga M.
A1 - Mazoyer, Sylvie
A1 - Damiola, Francesca
A1 - Poppe, Bruce
A1 - Claes, Kathleen
A1 - Piedmonte, Marion
A1 - Tucker, Kathy
A1 - Backes, Floor
A1 - Rodríguez, Gustavo
A1 - Brewster, Wendy
A1 - Wakeley, Katie
A1 - Rutherford, Thomas
A1 - Caldés, Trinidad
A1 - Nevanlinna, Heli
A1 - Aittomäki, Kristiina
A1 - Rookus, Matti A.
A1 - van Os, Theo A. M.
A1 - van der Kolk, Lizet
A1 - de Lange, J. L.
A1 - Meijers-Heijboer, Hanne E. J.
A1 - van der Hout, A. H.
A1 - van Asperen, Christi J.
A1 - Goméz Garcia, Encarna B.
A1 - Encarna, B.
A1 - Hoogerbrugge, Nicoline
A1 - Collée, J. Margriet
A1 - van Deurzen, Carolien H. M.
A1 - van der Luijt, Rob B.
A1 - Devilee, Peter
A1 - Olah, Edith
A1 - Lázaro, Conxi
A1 - Teulé, Alex
A1 - Menéndez, Mireia
A1 - Jakubowska, Anna
A1 - Cybulski, Cezary
A1 - Gronwald, Jecek
A1 - Lubinski, Jan
A1 - Durda, Katarzyna
A1 - Jaworska-Bieniek, Katarzyna
A1 - Johannsson, Oskar Th.
A1 - Maugard, Christine
A1 - Montagna, Marco
A1 - Tognazzo, Silvia
A1 - Teixeira, Manuel R.
A1 - Healey, Sue
A1 - Olswold, Curtis
A1 - Guidugli, Lucia
A1 - Lindor, Noralane
A1 - Slager, Susan
A1 - Szabo, Csilla I.
A1 - Vijai, Joseph
A1 - Robson, Mark
A1 - Kauff, Noah
A1 - Zhang, Liying
A1 - Rau-Murthy, Rohini
A1 - Fink-Retter, Anneliese
A1 - Singer, Christine F.
A1 - Rappaport, Christine
A1 - Kaulich, Daphne Geschwantler
A1 - Pfeiler, Georg
A1 - Tea, Muy-Kheng
A1 - Berger, Andreas
A1 - Phelan, Catherine M.
A1 - Greene, Mark H.
A1 - Mai, Phuong L.
A1 - Lejbkowicz, Flavio
A1 - Andrulis, Irene
A1 - Mulligan, Anna Marie
A1 - Glendon, Gord
A1 - Toland, Amanda Ewart
A1 - Bojesen, Anders
A1 - Pedersen, Inge Sokilde
A1 - Sunde, Lone
A1 - Thomassen, Mads
A1 - Kruse, Torben A.
A1 - Jensen, Uffe Birk
A1 - Friedman, Eitan
A1 - Laitman, Yeal
A1 - Shimon, Shanie Paluch
A1 - Simard, Jaques
A1 - Easton, Douglas F.
A1 - Offit, Kenneth
A1 - Couch, Fergus J.
A1 - Chenevix-Trench, Georgia
A1 - Antoniou, Antonis C.
A1 - Benitez, Javier
T1 - DNA Glycosylases Involved in Base Excision Repair May Be Associated with Cancer Risk in BRCA1 and BRCA2 Mutation Carriers
JF - PLOS Genetics
N2 - Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs) in genes involved in the DNA Base Excision Repair (BER) pathway could be associated with cancer risk in carriers of mutations in the high-penetrance susceptibility genes BRCA1 and BRCA2, given the relation of synthetic lethality that exists between one of the components of the BER pathway, PARP1 (poly ADP ribose polymerase), and both BRCA1 and BRCA2. In the present study, we have performed a comprehensive analysis of 18 genes involved in BER using a tagging SNP approach in a large series of BRCA1 and BRCA2 mutation carriers. 144 SNPs were analyzed in a two stage study involving 23,463 carriers from the CIMBA consortium (the Consortium of Investigators of Modifiers of BRCA1 and BRCA2). Eleven SNPs showed evidence of association with breast and/or ovarian cancer at p<0.05 in the combined analysis. Four of the five genes for which strongest evidence of association was observed were DNA glycosylases. The strongest evidence was for rs1466785 in the NEIL2 (endonuclease VIII-like 2) gene (HR: 1.09, 95% CI (1.03-1.16), p = 2.7x10(-3)) for association with breast cancer risk in BRCA2 mutation carriers, and rs2304277 in the OGG1 (8-guanine DNA glycosylase) gene, with ovarian cancer risk in BRCA1 mutation carriers (HR: 1.12 95% CI: 1.03-1.21, p = 4.8x10(-3)). DNA glycosylases involved in the first steps of the BER pathway may be associated with cancer risk in BRCA1/2 mutation carriers and should be more comprehensively studied.
KW - single-nucleotide polymorphisms
KW - breast cancer
KW - ovarian cancer
KW - genetic modifiers
KW - common variants
KW - NEIL2
KW - OGG1
KW - investigators
KW - consortium
KW - damage
Y1 - 2014
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-116820
SN - 1553-7404
VL - 4
IS - e1004256
ER -
TY - THES
A1 - Kuhn [geb. Bach], Julia Elisa
T1 - Design und Etablierung von Next Generation Sequencing-Methoden zur Diagnostik verschiedener Erbkrankheiten
T1 - Design and establishment of next-generation sequencing methods for diagnostics of different hereditary diseases
N2 - Innerhalb des letzten Jahrzehnts entstanden zahlreiche neue Anreicherungs- und Sequenzier-technologien der zweiten (und dritten) Generation, die in rasantem Tempo weiterentwickelt und schon jetzt in vielen Bereichen als neuer Goldstandard für molekulargenetische For-schung und Diagnostik angesehen werden. Als Hochdurchsatz-Verfahren ermöglichen diese Next Generation Sequencing-Methoden (NGS) in immer kürzerer Zeit die parallele Analyse zahlreicher Proben und immer größerer Zielregionen bis hin zum ganzen Genom und führten in der Humangenetik dadurch zu Forschungsansätzen in neuen Dimensionen.
In dieser Doktorarbeit, die im molekulargenetischen Diagnostik-Labor der Humangenetik Würzburg durchgeführt wurde, wurden in fünf Projekten NGS-Ansätze unterschiedlicher Stufen bzw. Größenordnungen für verschiedene erblich bedingte Erkrankungen konzipiert und etabliert und in Forschungsprojekten sowie der Routinediagnostik eingesetzt. Dabei wurden verschiedene Methoden zur Anreicherung der Zielsequenzen und zur NGS-Sequenzierung erprobt und auf ihre Effizienz beurteilt. Die Ergebnisse des NGS und darauf basierender Nachweis-Experimente wurden in sieben Veröffentlichungen dokumentiert, auf denen diese Dissertation aufbaut.
In den drei ersten Projekten wurden das Access Array-System (Fluidigm) zur Anreicherung der Zielsequenzen und der GS Junior (Roche) zur Erzeugung der Sequenzen verwendet.
In Projekt 1 wurde COL4A6 als neues Kandidatengen für nicht-syndromale Hörstörungen identifiziert. Um mögliche weitere Mutationsträger zu detektieren, wurde erfolgreich ein kleiner NGS-Ansatz für das zügige Screening dieses Gens bei knapp 100 weiteren Patienten etabliert. Diese und weitere Ergebnisse bestätigten die Kausalität der COL4A6-Mutation eines Index-Patienten mit schwerer, X-chromosomal-rezessiver Hörstörung.
Ein geeigneter NGS-Ansatz für die Analyse des großen RYR1-Gens wurde in Projekt 2 ge-sucht. Der erste Ansatz mit Access Array-System und GS Junior führte zwar bei 39 von 87 Patienten mit Maligner Hyperthermie und/oder Central Core Disease zu dem Auffinden einer (potentiell) pathogenen Variante, allerdings mit hohen Ausfallquoten. Mit der zweiten Methode (Anreicherung: SureSelect-System custom design, Agilent; Sequenzierung: HiSeq, Illumina) wurden neben RYR1 noch 63 weitere Gene analysiert, was zu deutlich besseren Ergebnissen und vier Mutationsfunden führte.
Projekt 3 beinhaltete die Etablierung zwei kleiner Panels für Muskelkrankheiten. Ein Panel für drei Gene für Gliedergürteldystrophien wurde sogar erfolgreich in die akkreditierte Rou-tinediagnostik übernommen. Mit dem zweiten Panel für acht Kandidatengene myofibrillärer Myopathien (MFM) wurde u.a. eine neue Mutation im BAG3-Gen identifiziert.
Das Exom eines MFM-Patienten wurde in Projekt 4 nach Anreicherung mit dem SureSelect-System (Agilent) auf dem HiSeq (Illumina) sequenziert. Nach Auswertung und Beurteilung der identifizierten Varianten wurde ein neuer Erbgang für Myotilinopathien entdeckt. Verschiedene Nachweisexperimente bestätigten die Kausalität der Mutation im Myotilin-Gen.
In Projekt 5 wurde die komplette genomische Sequenz des F8-Gens nach tiefen intronischen Mutationen bei Hämophilie-Patienten abgesucht (Anreicherung SureSelect custom design, Agilent; Sequenzierung MiSeq, Illumina). Bei jedem der analysierten Patienten konnte min-destens eine verdächtige Variante identifiziert werden, die zu verändertem Spleißverhalten führen könnte. Drei Mutationen waren schon durch Publikationen bekannt, bei einer weite-ren konnten in vitro-Spleißanalysen die Kausalität bestätigen.
Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass die zur Verfügung stehenden Methoden zur An-reicherung von Zielsequenzen aus dem menschlichen Genom und zu deren Sequenzierung je nach Komplexität der Fragestellung, d.h. der Anzahl und Größe der Gene sowie der Anzahl der zu untersuchenden Proben, sinnvoll und effizient kombiniert werden können. Im Verlauf der Arbeit haben sich die NGS-Techniken rasant weiterentwickelt. So sind PCR-basierte Ansätze zur Anreicherung der Zielsequenzen für die meisten Anwendungen von hybridisierungs-basierten Methoden verdrängt worden. Von den ursprünglich drei konkur-rierenden Verfahren zur Hochdurchsatzsequenzierung hat sich die Methode des „sequen-cing-by-synthesis“ (Illumina) weitgehend durchgesetzt. Diese Entwicklung spiegelt sich auch in den während dieser Arbeit erhobenen Daten wider.
N2 - Several enrichment and sequencing technologies of the second (and third) generation have been developed in the past decade, were rapidly refined and are already considered as new state of the art method in several fields of molecular genetic research and diagnostics. Con-sidered as high-throughput technologies, these next-generation sequencing methods (NGS) allow the parallel analysis of several samples and regions of interests up to whole genomes in decreasing time and thus permitted research projects with novel dimensions in human genetics.
This doctoral thesis was performed at the molecular genetic laboratory at the Department of Human Genetics in Würzburg. In five projects, NGS approaches of variable scale and for different hereditary diseases were designed, established and applied in research and routine diagnostics. Different methods for target enrichment and NGS analysis were tested and evaluated concerning their efficiency. The results of NGS and subsequent verification ex-periments were documented in seven publications forming the basis of this dissertation.
In project 1 - 3, the Access Array system (Fluidigm) was used for target enrichment and the GS Junior (Roche) for sequence generation.
COL4A6 has been identified as novel candidate gene for non-syndromic hereditary hearing loss in project 1. A small NGS approach was established to screen this gene in approx. 100 patients with hearing loss in order to search for additional carriers of COL4A6 mutations. The results of this and further experiments confirmed the causality of the COL4A6 mutation found in the index patient with severe X-linked hearing loss.
Project 2 aimed at finding a convenient NGS method for the analysis of the large RYR1 gene. A first approach with the Access Array system and the GS Junior lead to the identifi-cation of a (potential) pathogenic mutation in 39 out of 87 patients with malignant hyper-thermia and / or central core disease, but with high failure rates. RYR1 and 63 further genes were then analyzed in a second approach (target enrichment with SureSelect custom design, Agilent; sequence analysis on a HiSeq, Illumina) providing considerably improved results and the identification of four mutations in five patients.
Two small panels for muscular diseases were established in project 3. A panel for three genes associated with limb-girdle muscular dystrophies were even successfully applied in accredited routine diagnostics. A novel mutation in the BAG3 gene could be identified using the second panel established for eight candidate genes of myofibrillar myopathies (MFMs).
The exome of a patient with MFM was analyzed in project 4 after target enrichment with the SureSelect system (Agilent) and sequence analysis on a HiSeq (Illumina). A novel in-heritance pattern of myotilinopathy was identified after analysis and evaluation of the de-tected variants. Several experiments confirmed the causality of the mutation in the myotilin gene.
In project 5, the whole genomic sequence of the F8 gene was analyzed for deep intronic mutations in haemophilic patients (target enrichment with SureSelect custom design, Ag-ilent; sequence analysis on a MiSeq, Illumina). In each of the patients at least one conspicu-ous variant was identified probably leading to alternative splicing. Three mutations were known by publications and for another one causality could be proven by an in vitro splicing assay.
The results of this doctoral thesis show that the available methods for target enrichment and sequence analysis of specific targets of the human genome can be combined in a reasonable and efficient way considering the number and size of the targeted genes and probes. During the course of this doctoral thesis, NGS technologies have been further developed in a rapid way. For most applications, PCR-based technologies for target enrichment have been dis-placed by hybridization-based methods. Of the originally three competing techniques of high-throughput sequencing the “sequencing-by-synthesis” method (Illumina) has become the widely accepted standard. This development is reflected in the data generated in this doctoral thesis.
KW - Diagnostik
KW - DNA-Sequenz
KW - Erbkrankheit
KW - Next Generation Sequencing
KW - Mutation
KW - Humangenetik
Y1 - 2015
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-116854
ER -
TY - JOUR
A1 - Kohlhase, Sandra
A1 - Bogdanova, Natalia V.
A1 - Schürmann, Peter
A1 - Bermisheva, Marina
A1 - Khusnutdinova, Elza
A1 - Antonenkova, Natalia
A1 - Park-Simon, Tjoung-Won
A1 - Hillemanns, Peter
A1 - Meyer, Andreas
A1 - Christiansen, Hans
A1 - Schindler, Detlev
A1 - Dörk, Thilo
T1 - Mutation Analysis of the ERCC4/FANCQ Gene in Hereditary Breast Cancer
JF - PLOS ONE
N2 - The ERCC4 protein forms a structure-specific endonuclease involved in the DNA damage response. Different cancer syndromes such as a subtype of Xeroderma pigmentosum, XPF, and recently a subtype of Fanconi Anemia, FA-Q, have been attributed to biallelic ERCC4 gene mutations. To investigate whether monoallelic ERCC4 gene defects play some role in the inherited component of breast cancer susceptibility, we sequenced the whole ERCC4 coding region and flanking untranslated portions in a series of 101 Byelorussian and German breast cancer patients selected for familial disease (set 1, n = 63) or for the presence of the rs1800067 risk haplotype (set 2, n = 38). This study confirmed six known and one novel exonic variants, including four missense substitutions but no truncating mutation. Missense substitution p.R415Q (rs1800067), a previously postulated breast cancer susceptibility allele, was subsequently screened for in a total of 3,698 breast cancer cases and 2,868 controls from Germany, Belarus or Russia. The Gln415 allele appeared protective against breast cancer in the German series, with the strongest effect for ductal histology (OR 0.67; 95%CI 0.49; 0.92; p = 0.003), but this association was not confirmed in the other two series, with the combined analysis yielding an overall Mantel-Haenszel OR of 0.94 (95% CI 0.81; 1.08). There was no significant effect of p.R415Q on breast cancer survival in the German patient series. The other three detected ERCC4 missense mutations included two known rare variants as well as a novel substitution, p.E17V, that we identified on a p.R415Q haplotype background. The p.E17V mutation is predicted to be probably damaging but was present in just one heterozygous patient. We conclude that the contribution of ERCC4/FANCQ coding mutations to hereditary breast cancer in Central and Eastern Europe is likely to be small.
KW - ERCC1-XPF
KW - susceptibility loci
KW - ERCC4
KW - genome-wide association
KW - fanconi-anemia
KW - ATM gene
KW - endonuclease
KW - risk
KW - requency
KW - variants
Y1 - 2014
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-117582
VL - 9
IS - 1
ER -
TY - JOUR
A1 - von Bernuth, Horst
A1 - Ravindran, Ethiraj
A1 - Du, Hang
A1 - Froehler, Sebastian
A1 - Strehl, Karoline
A1 - Kraemer, Nadine
A1 - Issa-Jahns, Lina
A1 - Amulic, Borko
A1 - Ninnemann, Olaf
A1 - Xiao, Mei-Sheng
A1 - Eirich, Katharina
A1 - Koelsch, Uwe
A1 - Hauptmann, Kathrin
A1 - John, Rainer
A1 - Schindler, Detlev
A1 - Wahn, Volker
A1 - Chen, Wei
A1 - Kaindl, Angela M.
T1 - Combined immunodeficiency develops with age in Immunodeficiency-centromeric instability-facial anomalies syndrome 2 (ICF2)
JF - Orphanet Journal of Rare Dieeases
N2 - The autosomal recessive immunodeficiency-centromeric instability-facial anomalies syndrome (ICF) is characterized by immunodeficiency, developmental delay, and facial anomalies. ICF2, caused by biallelic ZBTB24 gene mutations, is acknowledged primarily as an isolated B-cell defect. Here, we extend the phenotype spectrum by describing, in particular, for the first time the development of a combined immune defect throughout the disease course as well as putative autoimmune phenomena such as granulomatous hepatitis and nephritis. We also demonstrate impaired cell-proliferation and increased cell death of immune and non-immune cells as well as data suggesting a chromosome separation defect in addition to the known chromosome condensation defect.
KW - ZBTB24
KW - ICF2
KW - granulomas
KW - facial anomalies
KW - centromeric instability
KW - intellectual disability
KW - lymphoma
KW - ZBTB24 mutations
KW - DNMT3B
KW - TYPE-2
KW - immunodeficiency
KW - microcephaly
KW - DNA methyltransferase gene
Y1 - 2014
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-114859
VL - 9
ER -
TY - JOUR
A1 - Biehl, Stefanie C.
A1 - Ehlis, Ann-Christine
A1 - Müller, Laura D.
A1 - Niklaus, Andrea
A1 - Pauli, Paul
A1 - Herrmann, Martin J.
T1 - The impact of task relevance and degree of distraction on stimulus processing
JF - BMC Neuroscience
N2 - Background
The impact of task relevance on event-related potential amplitudes of early visual processing was previously demonstrated. Study designs, however, differ greatly, not allowing simultaneous investigation of how both degree of distraction and task relevance influence processing variations. In our study, we combined different features of previous tasks. We used a modified 1-back task in which task relevant and task irrelevant stimuli were alternately presented. The task irrelevant stimuli could be from the same or from a different category as the task relevant stimuli, thereby producing high and low distracting task irrelevant stimuli. In addition, the paradigm comprised a passive viewing condition. Thus, our paradigm enabled us to compare the processing of task relevant stimuli, task irrelevant stimuli with differing degrees of distraction, and passively viewed stimuli. EEG data from twenty participants was collected and mean P100 and N170 amplitudes were analyzed. Furthermore, a potential connection of stimulus processing and symptoms of attention deficit hyperactivity disorder (ADHD) was investigated.
Results
Our results show a modulation of peak N170 amplitudes by task relevance. N170 amplitudes to task relevant stimuli were significantly higher than to high distracting task irrelevant or passively viewed stimuli. In addition, amplitudes to low distracting task irrelevant stimuli were significantly higher than to high distracting stimuli. N170 amplitudes to passively viewed stimuli were not significantly different from either kind of task irrelevant stimuli. Participants with more symptoms of hyperactivity and impulsivity showed decreased N170 amplitudes across all task conditions. On a behavioral level, lower N170 enhancement efficiency was significantly correlated with false alarm responses.
Conclusions
Our results point to a processing enhancement of task relevant stimuli. Unlike P100 amplitudes, N170 amplitudes were strongly influenced by enhancement and enhancement efficiency seemed to have direct behavioral consequences. These findings have potential implications for models of clinical disorders affecting selective attention, especially ADHD.
KW - Selective attention
KW - Working memory
KW - Cognitive control
KW - P100
KW - N170
KW - ADHD
Y1 - 2013
U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-97271
UR - http://www.biomedcentral.com/1471-2202/14/107
ER -