Funktionelle Untersuchungen zur Aktivität von Sequenzvarianten im Promotor des PRDM13-Gens

Abstract

Die North-Carolina-Macular-Dystrophy (NCMD) ist eine seltene autosomal-dominant vererbte Erkrankung der Netzhaut. Dabei kann es bei Betroffenen zu Flecken, Kolobomen oder Läsionen der Makula kommen. Der Verlauf ist individuell stark variabel. Aktuelle Untersuchungen zeigen, dass ein enger Zusammenhang zwischen der NCMD und der Expression des PRDM13-Gens besteht. In früheren Untersuchungen hierzu wurden bereits drei Sequenzvariationen (V1-V3) in der Promotor-Kontroll-Region (PKR) des PRDM13-Gens gefunden, welche die Expression des Gens beeinflussen. In der Biodatenbank der Klinik und Poliklinik für Augenheilkunde der Justus-Liebig-Universität in Gießen wurden bei Betroffenen weitere fünf Sequenzvariationen (M1-M5) in der PKR des PRDM13-Gens gefunden. Zur Beurteilung der Expression der jeweiligen Sequenzvariationen wurde mithilfe einer quantitativen PCR die Luziferase-Expression eines Reportergen-Assays gemessen und quantifiziert. Die CT-Werte der qPCR-Amplifikation wurden mithilfe der 2−ΔΔCT-Methode mit einem Kontrollplasmid (WT) verglichen. Die Messungen zeigten, dass die Sequenzvariationen (M1-M5, sowie V1-V3) in der PKR des PRDM13-Gens zu einer erhöhten Luziferasegen-Expression im Vergleich zum Kontrollplasmid führten. Dies entspricht einer verstärkten Genexpression des PRDM13-Gens bei Vorliegen der Sequenzvarianten. Zusätzlich gibt es Hinweise darauf, dass es sich bei der PKR des PRDM13-Gens um einen Silencer handelt. Durch den Verlust der Suppression der PRDM13-Expression kann das Gen verstärkt transkribiert werden, was zu einer Überexpression führt. Aktuelle Studien nehmen an, dass eine PRDM13-Überexpression zur NCMD führt. Die Messungen dieser Arbeit konnten diese Annahme bestätigen und zeigten zusätzlich, dass auch die gefundenen Sequenzvariationen in der Gießener Biodatenbank, die Silencerfunktion der PKR des PRDM13-Gens reduzieren. Bei den Plasmiden mit multiplen Sequenzvariationen in der PKR des PRDM13-Gens (2K3 und 3K4) konnte sowohl eine reduzierte Reporter-Genexpression (2K3), als auch eine erhöhte Luziferase-Expression (3K4) gemessen werden, sodass keine exakten Angaben zu dem ursächlichen Pathomechanismus von multiplen Sequenzvariationen gemacht werden können. Insgesamt bestätigen die Versuchsreihen dieser Arbeit die Annahme, dass es sich bei der PKR des PRDM13-Gens um einen Silencer handelt und dieser durch die Sequenzvariationen in seiner Aktivität beeinflusst werden kann, sodass eine Überexpression des PRDM13-Gens resultiert und somit zur NCMD führen kann. Es kann außerdem die Vermutung von Kent Small, dass die gefundenen Sequenzvariationen in der PKR des PRDM13-Gens (V1-V3) ursächlich für die Entstehung der NCMD sind, durch diese Arbeit bestätigt werden.