Nörogenetik hastalıklarda ekzom dizileme analizi ile aday genlerin belirlenmesi ve zebrafish modellerinin oluşturulması
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Biyoloji A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2015
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: AYŞEGÜL OZANTÜRK
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): RIZA KÖKSAL ÖZGÜL
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Tanısı konulamayan nörogenetik hastalıklarda uygulanan tüm ekzom/genom dizileme yöntemleri ile bu kalıtsal hastalıkların moleküler patolojilerinin belirlenmesinde başarılı sonuçlar elde edilmekte ve klasik yöntemlerle tanısı aydınlatılmamış hastalara moleküler genetik yaklaşımlarla tanı konulabilmektedir. Yüksek işlem hacimli genomik yöntemlerle model organizmalar üzerinde yapılan fonksiyonel çalışmaların birarada kullanılması bu hastalarda nadir görülen sendromik fenotiplerin moleküler nedenlerini açıklamada başarı oranını yükseltmektedir. Bu tez kapsamında, tanısı klasik yöntemler ile aydınlatılamamış ailelerde ekzom dizileme yöntemi ile hastalık fenotipinden sorumlu olabilecek aday genlerin belirlenmesi ve bu genlerin zebrafish üzerinde modellenmesi amaçlanmaktadır. Çalışmaya nörogenetik/nörokognitif bulgulara sahip altı farklı aile dahil edilmiştir. Her ailede aynı veya benzer klinik bulgulara sahip iki etkilenmiş birey bulunmaktadır. Çalışmaya dahil edilen ailelerde baskın ortak fenotip motor mental geriliktir. İki ailede ise yapısal bozukluk olan serebellar atrofi (Aile 2) ve kraniyofasiyal anomali (Aile 1, Aile 3) görülmüştür. Çalışmanın ilk aşamasında, tüm aileler için, ebeveynler ve hasta kardeşlerde ekzom dizileme analizi yapıldı. Bu yöntem ile hastalık fenotipinden sorumlu olabilecek aday genler belirlendi. İkinci aşama fonksiyonel çalışmaları içermektedir. Bu basamakta, saptanan aday genlerin/varyasyonların zebrafish üzerinde patojeniteleri test edilerek, hastalık fenotipine olan etkileri aydınlatıldı. Zebrafish insan hastalıklarının modellenmesi için kullanılan yeni bir model organizmadır. Zebrafish genomu ile insan genomu % 70 benzerlik göstermektedir.Ekzom dizileme analizi sonucunda üç ailede hastalık fenotipiyle ilişkili olan genetik faktörler belirlenmiştir. Aile 1'de birey M-11-1496 ve M-11-1497'de gözlenen zeka geriliği, dismorfik yüz yapısı ve genital anomali bulguları bu bireylerde saptanan iki büyük kopya sayısı değişikliği (CNV) ile ilişkilendirildi. Bu CNV'ler 16. kromozomun kısa kolunda 13.5 Mb'lık bir duplikasyon ve 5. kromozomun uzun kolunda 7.5 Mb'lık bir delesyondur. Aile 2'de birey M-11-1472 ve M-11-1473'te gözlenen gelişme geriliği, mikrosefali, ağır zeka geriliği, görme ve işitme kaybı, aksiyel hipotoni, koreik hareketler TSEN2 geninde saptanan p.T364R yeni mutasyonu ile ilişkilendirilerek hastalık fenotipinin pontoserebellar hipopilazi tip 2B olduğu aydınlatıldı. Aile 3'de birey M-11-1960 ve M-11-1465'te gözlenen kaba yüz görünümü, hipertelorizm, büyük ve düşük kulak kepçeleri, hafif zeka geriliği ATRX geninde saptanan p.D217G yeni mutasyonu ile ilişkilendirilerek hastalık fenotipinin alfa-talasemi/mental gerilik/hipotonik yüz sendromu olduğu sonucuna varıldı. Aile 4'te birey M-11-1447 ve M-11-1448'de ağır zeka geriliği, otistik bulgular ve ekolali rapor edilmiştir. Bu ailede ANKRD30A, TCEB3, PLIN2, VPS26B, METTL4, hastalıktan sorumlu aday genler olarak saptandı ancak hastalarda görülen nörolojik bulgularla ilişkileri aydınlatılamadı. Aile 5'te birey M-11-1500 ve M-11-1501'de görülen zeka geriliği ve otistik bulguları ekzom verilerinden elde edilen on bir aday gen ile ilişkisi açıklanamadı. Bu aile fonksiyonel çalışmaya dahil edilmedi. Bir ailede (Aile 6) bulunan iki hastada gözlenen nörolojik fenotip, zeka geriliği ve otizm bulgularının, hasta bireylerde saptanan mutasyonun zebrafishde yapılan fonksiyonel çalışması sonucu saptanan tek aday gen olan CELSR3 geninin hastalıktan sorumlu olduğu gösterildi. Bu tez çalışmasının sonucunda, ekzom dizileme ve fonksiyonel analizler birarada kullanılarak zebrafish modelleri üzerinde hastalıktan sorumlu mutasyonların etkileri gösterildi. Elde edilen sonuçlar, insanda görülen patolojik fenotiplerin aydınlatılması ve özellikle nadir ve bilinmeyen hastalıkların tanısının konulması için ekzom dizileme ve fonksiyonel analizlerin etkin bir şekilde kullanılabilecek iyi bir hayvan modeli ve güçlü moleküler yaklaşımlar olduğunu göstermektedir. Anahtar sözcükler; Ekzom dizileme, zebrafish, aday gen yaklaşımı, allel patojenitesi, nadir hastalıklar, nörogenetik hastalıklar