Diagnostyka molekularna chorób neurogenetycznych. Przykłady z dystrofii mięśniowej Duchenne'a/Beckera i stwardnienia guzowatego
Molecular diagnostics of neurogenetic diseases. Experience from studies of Duchenne muscular dystrophy and tuberous sclerosis
Marta Kaczmarek, Jolanta Kwiatkowska, Dobrawa Napierała, Jadwiga Wigowska-Sowińska, Robert Kalak, Jarosław Wronka, Bożena Galas-Zgorzalewicz, Ryszard Słomski
Neurol Dziec 2001; 10, 20: 47-66
STRESZCZENIE
Ogromny postęp w identyfikacji i klonowaniu genów, jaki nastąpił w ciągu ostatniego dziesięciolecia, umożliwił poznanie podłoża genetycznego wielu chorób dziedzicznych. Rozwój metod badawczych kwasów nukleinowych doprowadził z kolei do opracowania testów opartych na analizie materiału genetycznego, które dominują w laboratoriach diagnostycznych. Nasze laboratorium prowadzi diagnostykę molekularną wielu chorób genetycznych, w tym również chorób o podłożu neurologicznym, takich jak dystrofia mięśniowa Duchenne'a/Beckera i stwardnienie guzowate. Stosowane są różne techniki, których celem jest najbardziej efektywna detekcja mutacji. Dystrofia mięśniowa Duchenne'a/Beckera (DMD/BMD) jest chorobą recesywną sprzężoną z płcią, będącą następstwem mutacji w genie dystrofiny (gen D/MD). Gen DMD jest największym genem człowieka, obejmującym 2,5 Mpz i składającym się z 79 eksonów. U 60% chorych na DMD/BMD występują delecje jednego, kilku, a nawet kilkunastu eksonów. Ustalanie nosicielstwa choroby nadal przysparza trudności spowodowanych dużym rozmiarem genu i wysoką częstością rekombinacji wewnątrzgenowych. Stwardnienie guzowate (TSC) jest przykładem choroby autosomalnej dominującej, ze zróżnicowaną penetrancją. Choroba ta charakteryzuje się występowaniem zmian w różnych narządach, m in. w mózgu, sercu i nerkach. U 2/3 rodzin chorych nie stwierdza się innych przypadków zachorowań na TSC. Choroba jest wywoływana przez mutacje w jednym z dwóch genów: TSC1 lub TSC2. Odkryty niedawno gen TSC1 złożony jest z 23 eksonów i ma wielkość 60 kpz. Analiza mutacji genu TSC1 wykonywana dla pacjentów z TSC wykazała, że są one równomiernie rozłożone. Blisko 75% wszystkich zmian można wykryć stosując metody przesiewowe - PCR-SSCP i PCR-HD. Cechą wspólną mutacji jest to, że prowadzą one do wcześniejszej terminacji translacji. Doświadczenia przeprowadzone w ostatnich latach pozwoliły poznać strukturę i poziom ekspresji genu TSC7 w różnych tkankach.
Słowa kluczowe: diagnostyka molekularna, dystrofia mięśniowa Duchenne'a/Beckera, stwardnienie guzowate
ABSTRACT
Over the past decade geneticists have searched for rapid and efficient means of identification of genetic diseases. Nucleic acid techniques are making increasing inroads into diagnostic laboratories. Our laboratory is involved in molecular diagnostics of several genetic diseases including neurogenetic disorders such as Duchenne/Becker muscular dystrophy and tuberous sclerosis. These disorders vary in type of molecular lesions and different approaches are applied to achieve the best mutation detection rate. Duchenne/Becker muscular dystrophy (DMD/BMD) is lethal X-linked recessive disease, caused by mutations within the dystrophin gene {DMD gene). The DMD gene is the largest human gene spanning approximately 2.5 Mbp and consisting of 79 exons. In approximately 60% of DMD/ BMD patients, deletions of one or more exons are detected. Carrier detection stiII causes problems for many cases, because of enormous size ofthe DMD gene and high intragenic recombination frequency. Tuberous sclerosis (TSC) is an autosomal dominant disease with variable penetrance, characterized by alterations in various organs including brain, heart and kidneys. In about 2/3 patients a family history of TSC is not observed. Tuberous sclerosis is caused by mutation in one of two genes - TSC1 or TSC2. The discovered recently TSC1 gene is composed of 23 exons and spanning 60 kbp. The analysis of mutations was performed in patients, and mutations were identified with distribution in different exons. Approximately 75% mutations could be detected by PCR-SSCP and PCR-HD. Ali mutations identified in the group of patients lead to premature termination oftranslation. The experiments performed in the last years allowed the characterization of the structure, level of expression and site of expression of the TSC1 gene.
Key words: molecular genetics, Duchenne/Becker muscular dystrophy, tuberous sclerosis.
Scholar Google
PubMed