Wawrzik, Michaela:

Expressionsanalysen geprägter Gene in der Prader-Willi-/Angelman-Syndrom-Region

Duisburg, Essen (2009), IV, 109 S.
Dissertation / Fach: Biologie
Fakultät für Biologie
Horsthemke, Bernhard (Doktorvater, Betreuerin)
Ryffel, Gerhart U. (GutachterIn)
Duisburg-Essen, Univ., Diss., 2009
Abstract:
Die Prader-Willi-/Angelman-Genregion auf Chromosom 15 unterliegt dem genomischen Imprinting und enthält Gene, die nur auf dem paternalen oder maternalen Chromosom aktiv sind. Ein Funktionsverlust der paternal exprimierten Gene dieser Region kann zur Ausprägung des Prader-Willi-Syndroms führen, ein Funktionsverlust des maternal exprimierten Gens UBE3A führt zum Angelman-Syndrom. Die monoallelische Expression der paternal exprimierten Gene wird durch eine elternspezifische Methylierung in differentiell methylierten Regionen (DMRs) reguliert. In dieser Arbeit konnten weitere DMRs innerhalb der Region nachgewiesen werden, die eine Hypermethylierung des paternalen und eine Hypomethylierung des maternalen Allels aufwiesen.
Desweiteren wurde das Expressionsverhalten zweier paternal exprimierter Gene der chromosomalen Region 15q11q13 genauer untersucht. Die Gene C15orf2 und PWRN1 sind innerhalb eines Clusters paternal exprimierter Gene lokalisiert. In dieser Arbeit konnte nachgewiesen werden, dass beide Gene in fetalem Gehirn ausschließlich vom paternalen Chromosom exprimiert werden. Für PWRN1 konnte gezeigt werden, dass dieses Gen einen weiteren alternativen Transkriptionsstartpunkt der IC-SNURF-SNRPN-Transkriptionseinheit darstellt.
Die Expression der Transkripte dieser Transkriptionseinheit wurde in der männlichen Keimbahn anhand von Expressionsdaten von Testisgewebe fertiler und infertiler Männer untersucht, die über eine Affymetrix GeneChip Array Analyse in der Abteilung für Andrologie des Universitätsklinikums Hamburg-Eppendorf erhoben wurden. Dadurch konnte das Expressionsverhalten von Genen in den verschiedenen Stadien der Spermatogenese analysiert werden. Es wurde festgestellt, dass die IC-SNURF-SNRPN-Transkripte postmeiotisch exprimiert werden, und somit nicht in die Etablierung des paternalen Imprints involviert sein können. Auch konnten mehrere epigenetisch relevante Faktoren identifiziert werden, die vermutlich in die Spermatogenese involviert sind.
Für C15orf2 wurden bislang noch keine weiteren Analysen zur Charakterisierung des entsprechenden Proteins durchgeführt. In dieser Arbeit konnte das Protein in mehreren Gehirnregionen einschließlich dem Hypothalamus nachgewiesen werden. Es gibt Hinweise, dass Funktionstörungen des Hypothalamus für Symptome des PWS verantwortlich sind. In zwei phylogenetisch basierten Studien wurde eine positive Selektion von C15orf2 beschrieben. In dieser Arbeit konnten weitere Hinweise auf eine positive Selektion mittels einer Haplotypanalyse, einem populationsgenetisch basierten Ansatz, erhalten werden.