Association between matrix metalloproteinase (MMP)-2 polymorphisms and MMP-2 levels in hypertensive disorders of pregnancy

We examined whether two functional polymorphisms (g.-1306 C> T and g.-735 C>T) in matrix metalloproteinase (MMP)-2 gene are associated with preeclampsia (PE) or gestational hypertension (GH), and whether they modify MMP-2 or tissue inhibitor of metalloproteinase (TIMP)-2 plasma concentrations in these hypertensive disorders of pregnancy. We studied 130 healthy pregnant (HP), 130 pregnant with GH, and 133 pregnant with PE. Genomic DNA was extracted from whole blood and genotypes for g.-1306 C>T and g.-735 C>T polymorphisms were determined by Real Time-PCR, using Taqman allele discrimination assays. Haplotypes were inferred using the PHASE program. Plasma MMP-2 and TIMP-2 concentrations were measured by ELISA. The main findings were that pregnant with PE have higher plasma MMP-2 and TIMP-2 concentrations than HP (P<0.05), although the MMP-2/TIMP-2 ratios were similar (P>0.05). Moreover, pregnant with GH have elevated plasma MMP-2 levels and MMP-2/TIMP-2 ratios compared to HP (P<0.05). While MMP-2 genotypes and haplotypes are not linked with hypertensive disorders of pregnancy, MMP-2 genotypes and haplotypes are associated with significant alterations in plasma MMP-2 and TIMP-2 concentrations in preeclampsia (P<0.05). Our findings may help to understand the relevance of MMP-2 and its genetic polymorphisms to the pathophysiology of hypertensive disorders of pregnancy. It is possible that patients with PE and the MMP-2 haplotype combining the C and T alleles for the g.-1306 C>T and g.-735 C>T polymorphisms may benefit from the use of MMPs inhibitors such as doxycycline. However, this possibility remains to be determined. (C) 2012 Elsevier Inc. All rights reserved.

Radiation of the Tnt1 retrotransposon superfamily in three Solanaceae genera

Abstract Background Tnt1 was the first active plant retrotransposon identified in tobacco after nitrate reductase gene disruption. The Tnt1 superfamily comprises elements from Nicotiana (Tnt1 and Tto1) and Lycopersicon (Retrolyc1 and Tlc1) species. The study presented here was conducted to characterise Tnt1-related sequences in 20 wild species of Solanum and five cultivars of Solanum tuberosum. Results Tnt1-related sequences were amplified from total genomic DNA using a PCR-based approach. Purified fragments were cloned and sequenced, and clustering analysis revealed three groups that differ in their U3 region. Using a network approach with a total of 453 non-redundant sequences isolated from Solanum (197), Nicotiana (140) and Lycopersicon (116) species, it is demonstrated that the Tnt1 superfamily can be treated as a population to resolve previous phylogenetic multifurcations. The resulting RNAseH network revealed that sequences group according to the Solanaceae genus, supporting a strong association with the host genome, whereas tracing the U3 region sequence association characterises the modular evolutionary pattern within the Tnt1 superfamily. Within each genus, and irrespective of species, nearly 20% of Tnt1 sequences analysed are identical, indicative of being part of an active copy. The network approach enabled the identification of putative "master" sequences and provided evidence that within a genus these master sequences are associated with distinct U3 regions. Conclusion The results presented here support the hypothesis that the Tnt1 superfamily was present early in the evolution of Solanaceae. The evidence also suggests that the RNAseH region of Tnt1 became fixed at the host genus level whereas, within each genus, propagation was ensured by the diversification of the U3 region. Different selection pressures seemed to have acted on the U3 and RNAseH modules of ancestral Tnt1 elements, probably due to the distinct functions of these regions in the retrotransposon life cycle, resulting in both co evolution and adaptation of the element population with its host.

Genetic aspects of adolescent idiopathic scoliosis in a family with multiple affected members: a research article

Abstract Background The etiology of idiopathic scoliosis remains unknown and different factors have been suggested as causal. Hereditary factors can also determine the etiology of the disease; however, the pattern of inheritance remains unknown. Autosomal dominant, X-linked and multifactorial patterns of inheritances have been reported. Other studies have suggested possible chromosome regions related to the etiology of idiopathic scoliosis. We report the genetic aspects of and investigate chromosome regions for adolescent idiopathic scoliosis in a Brazilian family. Methods Evaluation of 57 family members, distributed over 4 generations of a Brazilian family, with 9 carriers of adolescent idiopathic scoliosis. The proband presented a scoliotic curve of 75 degrees, as determined by the Cobb method. Genomic DNA from family members was genotyped. Results Locating a chromosome region linked to adolescent idiopathic scoliosis was not possible in the family studied. Conclusion While it was not possible to determine a chromosome region responsible for adolescent idiopathic scoliosis by investigation of genetic linkage using microsatellites markers during analysis of four generations of a Brazilian family with multiple affected members, analysis including other types of genomic variations, like single nucleotide polymorphisms (SNPs) could contribute to the continuity of this study.

Distribution of human immunodeficiency virus type 1 subtypes in the state of Amazonas, Brazil, and subtype C identification

Few studies have reported the molecular epidemiological characterization of HIV-1 in the Northern region of Brazil. The present study reports the molecular and epidemiological characterization of 31 HIV-1 isolates from blood donors from the State of Amazonas who donated blood between April 2006 and March 2007. Serum/plasma samples from all donors were screened for HIV antibodies by ELISA and the results confirmed by Western blot analysis. Genomic DNA was extracted from the buffy coat using the Super Quik-Gene-DNA Isolation kit. Nested PCR was performed on the env, gag, and pol regions of HIV-1 using the Gene Amp PCR System 9700. Sequencing reactions were performed using the inner PCR primers and the DYEnamic™ ET Dye Terminator Kit, and phylogenetic analysis was performed using the gag, pol, and env gene sequences. We collected samples from 31 blood donors who tested positive for HIV-1 in confirmatory experiments. The male:female ratio of blood donors was 3.4:1, and the mean age was 32.4 years (range: 19 to 61 years). Phylogenetic analysis showed that subtype B is the most prevalent among Northern Brazilian HIV-1-seropositive blood donors. One HIV-1 subtype C and one circulating recombinant form (CRF_BF) of HIV-1 were identified in the State of Amazonas. This is the first study showing the occurrence of a possible "homogenous" subtype C in this region of Brazil. This finding could contribute to a better characterization of the HIV-1 strains that circulate in the country.

Engraftment of human adipose derived stem cells delivered in a hyaluronic acid preparation in mice

PURPOSE: To evaluate the implant of human adipose derived stem cells (ADSC) delivered in hyaluronic acid gel (HA), injected in the subcutaneous of athymic mice. METHODS: Control implants -HA plus culture media was injected in the subcutaneous of the left sub scapular area of 12 athymic mice. ADSC implants: HA plus ADSC suspended in culture media was injected in the subcutaneous, at the contra lateral area, of the same animals. With eight weeks, animals were sacrificed and the recovered implants were processed for extraction of genomic DNA, and histological study by hematoxilin-eosin staining and immunufluorescence using anti human vimentin and anti von Willebrand factor antibodies. RESULTS: Controls: Not visualized at the injection site. An amorphous substance was observed in hematoxilin-eosin stained sections. Human vimentin and anti von Willebrand factor were not detected. No human DNA was detected. ADSC implants - A plug was visible at the site of injection. Fusiform cells were observed in sections stained by hematoxilin- eosin and both human vimentin and anti von Willebrand factor were detected by immunofluorescence. The presence of human DNA was confirmed. CONCLUSION: The delivery of human adipose derived stem cells in preparations of hyaluronic acid assured cells engraftment at the site of injection.

Charakterisierung synapsenassoziierter Proteine des Haushuhns (Gallus gallus domesticus)

Charakterisierung synapsenassoziierter Proteine des Haushuhns(Gallus gallus domesticus) Die Familie der synapsenassoziierten Proteine (SAP) umfaßt bei Säugern vier Proteine: SAP90 (=PSD-95), SAP97, SAP102 (=PSD-93) und Chapsyn110. Die Proteine enthalten charakteristischerweise drei PDZ-Domänen, eine SH3-Domäne und eine GK-Domäne über die sie mit anderen Proteinen interagieren können. SAP können so Verbindungen zwischen Neurotransmitterrezeptoren und Signaltransduktionsmolekülen sowie dem Zytoskelett herstellen.In dieser Arbeit wurden die synapsenassoziierten Proteine des Huhns charakterisiert. Die cDNAs von SAP90, SAP97 und Chapsyn110 wurden sequenziert. Die cDNA von SAP102 wurde teilweise sequenziert. Die Analyse genomischer DNA durch PCR ergab, daß die SAP90- und SAP97-mRNA von einem Gen transkribiert werden. Die mRNA-Verteilung von SAP90, SAP97 und Chapsyn110 im Gehirn einen Tag alter Küken wurde mit in situ Hybridisierung untersucht. Die Verteilung der SAP90-mRNA und von NMDA-Rezeptoren im Gehirn des Huhns ist sehr ähnlich. Weiterhin wurde bei Küken untersucht, inwieweit SAP bei der Prägung eine Rolle spielen. Der relative mRNA-Gehalt von SAP90, SAP97 und Chapsyn110 wurde 30 Minuten, 5 Stunden und 10 Stunden nach einer akustische Prägung der Küken gemessen. Fünf Stunden nach akustischer Prägung war der Gehalt der SAP90-mRNA, im anterioren lateralen Hyperstriatum ventrale um 13% erhöht. Der mRNA-Gehalt in anderen Regionen und der anderen SAP-Gene war unverändert.

Influenza del sistema immunogenetico KIR nell'alloreattività Natural Killer nel trapianto di rene

Kidney transplantation is the best treatment option for the restoration of excretory and endocrine kidney function in patients with end-stage renal disease. The success of the transplant is linked to the genetic compatibility between donor and recipient, and upon progress in surgery and immunosuppressive therapy. Numerous studies have established the importance of innate immunity in transplantation tolerance, in particular natural killer (NK) cells represent a population of cells involved in defense against infectious agents and tumor cells. NK cells express on their surface the Killer-cell Immunoglobulin-like Receptors (KIR) which, by recognizing and binding to MHC class I antigens, prevent the killing of autologous cells. In solid organ transplantation context, and in particular the kidney, recent studies show some correlation between the incompatibility KIR / HLA and outcome of transplantation so as to represent an interesting perspective, especially as regards setting of immunosuppressive therapy. The purpose of this study was therefore to assess whether the incompatibility between recipient KIR receptors and HLA class I ligands of the donor could be a useful predictor in order to improve the survival of the transplanted kidney and also to select patients who might benefit of a reduced regimen. One hundred and thirteen renal transplant patients from 1999 to 2005 were enrolled. Genomic DNA was extracted for each of them and their donors and genotyping of HLA A, B, C and 14 KIR genes was carried out. Data analysis was conducted on two case-control studies: one aimed at assessing the outcome of acute rejection and the other to assess the long term transplant outcome. The results showed that two genes, KIR2DS1 and KIR3DS1, are associated with the development of acute rejection (p = 0.02 and p = 0.05, respectively). The presence of the KIR2DS3 gene is associated with a better performance of serum creatinine and glomerular filtration rate (MDRD) over time (4 and 5 years after transplantation, p <0.05), while in the presence of ligand, the serum creatinine and MDRD trend seems to get worse in the long term. The analysis performed on the population, according to whether there was deterioration of renal function or not in the long term, showed that the absence of the KIR2DL1 gene is strongly associated with an increase of 20% of the creatinine value at 5 years, with a relative risk to having a greater creatinine level than the median 5-year equal to 2.7 95% (95% CI: 1.7788 - 2.6631). Finally, the presence of a kidney resulting negative for HLA-A3 / A11, compared to a positive result, in patients with KIR3DL2, showed a relative risk of having a serum creatinine above the median at 5 years after transplantation of 0.6609 (95% CI: 0.4529 -0.9643), suggesting a protective effect given to the absence of this ligand.

Approcci molecolari e bioinformatici volti alla caratterizzazione di Vgt1, QTL coinvolto nella regolazione dell'epoca di fioritura in Zea Mays

The genetic control of flowering time has been addressed by many quantitative trait locus (QTL) studies. A survey of the results from 29 independent studies reporting information on 441 QTLs led to the production of a QTL consensus map, which enabled the identification of 59 chromosome regions distributed on all chromosomes and shown to be frequently involved in the genetic control of flowering time and related traits. One of the major QTLs for flowering time, the Vegetative to generative transition 1 (Vgt1) locus , corresponds to an upstream (70 kb) non-coding regulatory element of ZmRap2.7, a repressor of flowering. A transposon (MITE) insertion was identified as a major allelic difference within Vgt1. One of the hypotheses is that Vgt1 might function by modifying ZmRap2.7 chromatin through an epigenetic mechanism. Therefore, the methylation state at Vgt1 was investigated using an approach that combines digestion with McrBc, an endonuclease that acts upon methylated DNA, and quantitative PCR. The analyses were performed on genomic DNA from leaves of six different maize lines at four stages of development. The results showed a trend of reduction of methylation from the first to the last stage with the exception of a short genomic region flanking the MITE insertion, which showed a constant and very dense methylation throughout leaf development and for both alleles. Preliminary results from bisulfite sequencing of a small portion of Vgt1 revealed differential methylation of a single cytosine residue between the two alleles. ZmRap2.7 expression was assayed in the four developmental stages afore mentioned for the six genotypes, in order to establish a link between methylation at Vgt1 and ZmRap2.7 transcription. To assess the role of Vgt1 as a transcriptional enhancer, two reporter vectors for stable transformation of plants have been developed.

Ansatz zur Generierung einer konditionalen, reversiblen Wt1 k.o.-Maus

Ansatz zur Generierung einer konditionalen, reversiblen Wt1 k.o.-Maus Der Wilms-Tumor (WT, Nephroblastom) ist ein embryonaler Nierentumor, der durch die maligne Transformation von undifferenziertem Nierengewebe, sog. nephrogenen Resten, entsteht. WT treten mit einer Inzidenz von 1 in 10.000 Lebendgeburten auf. Das Hauptmanifestationsalter, der normalerweise einseitig und sporadisch auftretenden Tumore, liegt zwischen dem 3. und 4. Lebensjahr. Etwa 10 % der Patienten entwickeln jedoch bilaterale Tumore. In diesen Fällen ist eine Assoziation mit komplexen genetischen Krankheitsbildern (u. a. WAGR-, Denys-Drash-, Frasier- und Beckwith-Wiedemann-Syndrom) festzustellen. In 15 % der sporadischen WT sind Mutationen im WT1 (Wilms-Tumor 1)-Gen beschrieben. WT1 besteht aus zehn Exons und weist typische Merkmale von Transkriptionsfaktoren (z. B. vier Zinkfinger) auf. Zwei alternative Spleißereignisse betreffen Exon 5 (+/−Exon 5) und Exon 9 (Transkripte mit bzw. ohne die codierenden Sequenzen für die AS Lysin-Threonin-Serin; +/−KTS). Die Lage der drei alternativ vorhandenen AS zwischen den Zinkfingern 3 und 4 bestimmt die verschiedenen Funktionen der WT1-Proteine (4 Isoformen) als Transkriptionsfaktor (−KTS) bzw. als RNA-bindendes Protein (+KTS). Das zunächst im Zusammenhang mit WT als Tumorsuppressorgen identifizierte WT1 ist ein Entwicklungsgen mit einem sehr komplexen Expressionsmuster in der Embryonalentwicklung. Dabei ist v. a. die Bedeutung in der Urogenitalentwicklung entscheidend. Konstitutive, homozygote Wt1−/− k.o.-Mäuse sind embryonal (~ E12,5 dpc) letal und bilden u. a. keine Gonaden und keine Nieren. Aus diesem Grund existiert bisher kein Wilms-Tumormodell. Die Herstellung eines konditionalen murinen Tiermodells auf Basis des Tet on/off-Systems zur Untersuchung der Nierenentwicklung bzw. zur Analyse der Wilms-Tumorpathogenese war Ziel dieser Arbeit. Hierfür wurden drei Mauslinien generiert: Zwei transgene sog. Responder-Linien, die eine chimäre spleißbare Wt1-cDNA der Variante musWt1+Exon 5;+/−KTS unter der Kontrolle eines Tet-responsiven Promotors im Genom tragen. Dieses tTA/Dox-abhängig regulierbare Wt1-Transgen (tgWt1) sollte (exogen regulierbar) die Expression des endogenen Wt1-Lokus ausreichend nachahmen, um die kritischen Phasen der Embryogenese zu überwinden und lebensfähige Tiere zu erhalten. Parallel dazu wurde die Wt1-Effektor-Mauslinie (WE2) generiert. Diese trägt einen tetrazyklinabhängigen Transaktivator (tTA) zur Steuerung Tet-regulierbarer Transgene unter der Kontrolle des endogenen Wt1-Promotors. Die durch homologe Rekombination in ES-Zellen erreichte Integration des tTA direkt am Translationsstartpunkt des Wt1-Lokus hat in den Tieren einen heterozygoten Wt1 knock out/tTA knock in zur Folge. Die bisher vorgenommenen Verpaarungen doppelt transgener Wt1-tTA+/−/Resp-Mäuse ergaben keinen Rescue des letalen Wt1 k.o. und es konnten bislang keine Wilms-Tumore induziert werden. Alle im Verlauf der Arbeit generierten Mauslinien wurden umfassend charakterisiert. So konnte für die Tiere der Responder-Linien Wt1-Resp1 (mit zusätzlichen Isolator-Sequenzen zum Schutz des Transgens vor Positionseffekten) und Wt1-Resp2 (ohne Isolatoren) konnte die Tet-induzierbare Expression und die Spleißbarkeit des tgWt1 in MEF-Assays und mittels Effektor-Mäusen auf RNA-Ebene nachgewiesen werden. Die genomische Charakterisierung der WE2-Linie ergab eine ungeklärte etwa 120 kb große Inversion am Wt1-Lokus, die alle 5'-regulatorischen Sequenzen mitsamt des tTA vom Rest von Wt1 trennt. Tiere dieser Linie weisen aber dennoch einen funktionalen Wt1 k.o. auf: Unter den Nachkommen aus Intercross-Verpaarungen von Wt1-tTA+/−-Mäusen lassen sich auf Grund der Letalität keine Wt1−/−-Genotypen nachweisen. Die Charakterisierung der Effektor-Linie auf RNA-Ebene und mittels Reporter-Mäusen liefert ein Wt1-analoges tTA-Expressionsmuster: So findet man eine deutliche tTA-Expression u. a. in Niere (Glomeruli), Uterus, Ovar und Testis. Die hier vorgestellten Experimente ergeben darüber hinaus eindeutige Hinweise einer Beteiligung von Wt1 in der Entstehung der glatten Muskulatur bzw. in der Vaskulogenese.

New approach in the diagnosis and therapy of hyperphenylalaninemia

Background. Phenylketonuria is the most prevalent inborn error of aminoacid metabolism. Is an autosomal recessive disorder. It results from mutations in the phenylalanine hydroxilase (PAH) gene. Phenotypes can vary from mild hyperphenylalaninemia to a severe phenylketonuria wich, if untreated, results in severe mental retardation. Thanks to neonatal screening programmes, early detection and promp dietetic intervention (phenylalanine restricted diet lifelong) has allowed to avoid neurocognitive complications. Recently, a new therapy is become widely used: the oral supplementation with the PAH cofactor (BH4), wich can alleviate the diet burden. Genotype-phenotype correlation is a reliable tool to predict metabolic phenotype in order to establish a better tailored diet and to assess the potential responsiveness to BH4 therapy. Aim Molecular analysis of the PAH gene, evaluation of genotype-phenotype correlation and prediction of BH4 responsiveness in a group of HPA patients living in Emilia Romagna. Patients and methods. We studied 48 patients affected by PAH deficiency in regular follow-up to our Metabolic Centre. We performed the molecular analysis of these patients using genomic DNA extracted from peripheral blood samples Results. We obtained a full genotipic characterization of 46 patients. We found 87 mutant alleles and 35 different mutations, being the most frequent IVS10-11 G>A (19.3%), R261Q (9.1%), R158Q (9.1%), R408Q (6.8%) and A403V (5.7%), including 2 new ones (L287, N223Y) ever described previously. Notably, we found 15 mutations already identified in BH4-responsive patients, according to the literature. We found 42 different genotipic combinations, most of them in single patients and involving a BH4-responsive mutation. Conclusion. BH4 responsiveness is shown by a consistent number of PAH deficient hyperphenylalaninemic patients. This treatment, combined with a less restricted diet or as monotherapy, can reduce nutritional complications and improve the quality of life of these patients.

Komparative Analyse der humanen Chromosomenregion 11p15.3 um die Gene LMO1,TUB und der orthologen Region in der Maus

Ziel der vorliegenden Arbeit war die vergleichende Sequenzierung und nachfolgende Analyse des syntänen chromosomalen Abschnitts auf dem kurzen Arm des humanen Chromosoms 11 in der Region 11p15.3 mit den Genen LMO1, TUB und dem orthologen Genomabschnitt der Maus auf Chromosom 7 F2. Die im Rahmen dieser Arbeit durchgeführte Kartierung dieser beiden chromosomalen Bereiche ermöglichte die Komplettierung einer genomischen Karte auf insgesamt über eine Megabase, die im Kooperationssequenzierprojekt der Universitäts-Kinderklinik und dem Institut für Molekulargenetik in Mainz erstellt wurde. Mit Hilfe von 28 PAC- und Cosmid-Klonen konnten in dieser Arbeit 383 kb an genomischer DNA des Menschen und mit sechs BAC- und PAC-Klonen 412 kb an genomischer DNA der Maus dargestellt werden. Dies ermöglichte erstmals die exakte Festlegung der Reihenfolge der in diesem chromosomalen Abschnitt enthaltenen Gene und die genaue Kartierung von acht STS-Markern des Menschen, bzw. vier STS-Sonden der Maus. Es zeigte sich dabei, dass die chromosomale Orientierung telomer-/centromerwärts des orthologen Bereichs in der Maus im Vergleich zum Menschen in invertierter Ausrichtung vorliegt. Die Sequenzierung von drei humanen Klonen ermöglichte die Bestimmung von 319.119 bp an zusammenhängender genomischer DNA. Dadurch konnte die genaue Lokalisation und Strukturaufklärung der Gene LMO1, ein putatives Tumorsuppressorgen, das mit der Entstehung von Leukämien assoziiert ist, und TUB, ein Transkriptionsmodulator, der in die Fettstoffwechselregulation involviert ist, vorgenommen werden. Für das murine Genom wurden 412.827 bp an neuer DNA-Sequenz durch Sequenzierung von ebenfalls drei Klonen generiert. Der im Vergleich zum Menschen ca. 100 kb größere Genombereich beinhaltete zudem die neuen Gene Stk33 und Eif3. Es handelte sich dabei um zwei Gene, die erst im Rahmen dieser Arbeit entdeckt und charakterisiert wurden. Die parallele Bearbeitung beider Genombereiche ermöglichte eine umfassende komparative Analyse nach kodierenden, funktionellen und strukturgebenden Sequenzabschnitten in beiden Spezies. Es konnten dabei für beide Organismen die Exon-Intron-Strukturen der Gene LMO1/Lmo1 und TUB/Tub geklärt. Zudem konnten vier neue Exons und zwei neue speziesspezifischer Spleißvarianten für TUB/Tub beschrieben werden. Die Identifizierung dieser neuen Spleißvarianten offenbart neue Möglichkeiten für alternative Regulation und Funktion, oder für eine veränderte Proteinstruktur, die weitere Erklärungsansätze für die Entstehung der mit diesen Genen assoziierten Erkrankungen zulässt. In der sequenzierten, größeren Genomsequenz der Maus konnte in den flankierenden, nicht mit der sequenzierten Humansequenz überlappenden Bereich das neue Gen Eif3 in seiner Exon-Intron-Struktur und die beiden letzten Exons 11 und 12 des Gens Stk33 kartiert und charakterisiert werden. Die umfangreiche Sequenzanalyse beider sequenzierter Genombereiche ergab für den Abschnitt des Menschen insgesamt 229 potentielle Exonsequenzen und für den Bereich der Maus 527 mögliche Exonbereiche. Davon konnten beim Menschen explizit 21 Exons und bei der Maus 31 Exons als exprimierte Bereiche identifiziert und experimentell mittels RT-PCR, bzw. durch cDNA-Sequenzierung verifiziert werden. Diese Abschnitte beschrieben nicht nur die Exonbereiche der oben genannten vier Gene, sondern konnten auch neuen nicht weiter definierten EST-Sequenzen zugeordnet werden. Mittels des Interspeziesvergleiches war darüber hinaus auch die Analyse der nichtkodierenden Intergen-Bereiche möglich. So konnten beispielsweise im ersten Intron des LMO1/Lmo1 sieben Sequenzbereiche mit Konservierungen von ca. 90% bestimmt werden. Auch die Charakterisierung von Promotor- und putativ regulatorischen Sequenzabschnitten konnte mit Hilfe unterschiedlicher bioinformatischer Analyse-Tools durchgeführt werden. Die konservierten Sequenzbereiche der DNA zeigen im Durchschnitt eine Homologie von mehr als 65% auf. Auch die Betrachtung der Genomorganisation zeigte Gemeinsamkeiten, die sich meist nur in ihrer graduellen Ausprägung unterschieden. So weist ein knapp 80 kb großer Bereich proximal zum humanen TUB-Gen einen deutlich erhöhten AT-Gehalt auf, der ebenso im murinen Genom nur in verkürzter Version und schwächer ausgeprägt in Erscheinung tritt. Die zusätzliche Vergleichsanalyse mit einer weiteren Spezies, den orthologen Genomabschnitten von Fugu, zeigte, dass es sich bei den untersuchten Genen LMO1 und TUB um sehr konservierte und evolutiv alte Gene handelt, deren genomisches Organisationsmuster sich auch bei den paralogen Genfamilienmitglieder innerhalb derselben Spezies wiederfindet. Insgesamt konnte durch die Kartierung, Sequenzierung und Analyse eine umfassende Datenbasis für die betrachtete Genomregion und die beschriebenen Gene generiert werden, die für zukünftige Untersuchungen und Fragestellungen wertvolle Informationen bereithält.

Entwicklung und Optimierung eines Mikroarray zur Erfassung der genetischen Prädisposition von Atherosklerose

Die Entstehung der Atherosklerose ist ein komplexer Vorgang, der sich durch Ablagerung von Lipiden an der Gefäßwand sowie durch immunologische und inflammatorische Prozesse auszeichnet. Neben konventionellen Risikofaktoren wie Alter, Geschlecht, Rauchen, HDL-Cholesterin, Diabetes mellitus und einer positiven Familienanamnese werden zur Bestimmung des atherosklerotischen Risikos neue Biomarker der inflammatorischen Reaktion untersucht. Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung einer Methode zur Diagnostik des Atheroskleroserisikos. Es wurde eine neuartige Chip-Technologie eingesetzt, um das Risiko für eine potentiell drohende atherosklerotische Erkrankung abzuschätzen. Dabei wurde ausgenutzt, dass molekulare Veränderungen in Genen bestimmte Krankheitsbilder auslösen können. rnEs wurde ein molekularbiologischer Test entwickelt, welcher die Untersuchung von genetischen Variationen aus genomischer DNA ermöglicht. Dafür fand die Entwicklung einer Multiplex-PCR statt, deren Produkt mit der Chip-Technologie untersucht werden kann. Dazu wurden auf einem Mikroarray Sonden immobilisiert, mit deren Hilfe genspezifische Mutationen nachgewiesen werden können. So wurden mehrere Gene mit einem geringen Aufwand gleichzeitig getestet. rnDie Auswahl der entsprechenden Marker erfolgte anhand einer Literaturrecherche von randomisierten und kontrollierten klinischen Studien. Der Mikroarray konnte für zwölf Variationen in den acht Genen Prostaglandinsynthase-1 (PTGS1), Endotheliale NO-Synthase (eNOS), Faktor V (F5), 5,10-Methylentetrahydrofolsäure-Reduktase (MTHFR), Cholesterinester-Transferprotein (CETP), Apolipoprotein E (ApoE), Prothrombin (F2) und Lipoproteinlipase (LPL) erfolgreich etabliert werden. Die Präzision des Biochips wurde anhand der Echtzeit-PCR und der Sequenzierung nachgewiesen. rnDer innovative Mikroarray ermöglicht eine einfache, schnelle und kosteneffektive Genotypisierung von wichtigen Allelen. Viele klinisch relevante Variationen für Atherosklerose können nun in nur einem Test überprüft werden. Zukünftige Studien müssen zeigen, ob die Methode eine Vorhersage über den Ausbruch der Erkrankung und eine gezielte Therapie ermöglicht. Dies wäre ein erster Schritt in Richtung präventive und personalisierter Medizin für Atherosklerose.rn

Evaluation von Nukleotidpolymorphismen für die Analyse des hämatopoetischen Spenderchimärismus auf Ebene der cDNA

Nach einer hämatopoetischen Stammzelltransplantation spielt die Zuordnung hämatopoetischer Zellen zum Spender oder Empfänger für viele transplantationsbezogene Fragestellungen eine wichtige Rolle. Unter anderem ist das Persistieren von dendritischen Zellen des Empfängers, welche allogene T-Zellen des Spenders stimulieren, ein wichtiger Schritt bei der Entstehung der akuten GVHD. Aus diesem Grund wurde in dieser Arbeit die Weiterentwicklung einer Methode angestrebt, die es uns erlaubt, die Zugehörigkeit isolierter hämatopoetischer Zellen dem Spender oder dem Empfänger zuzuordnen (Chimärismusbestimmung) und gleichzeitig Aussagen über das Ursprungsgewebe und den Aktivierungszustand der Zellen machen zu können. Hierfür nutzten wir Einzelbasenpolymorphismen (SNPs). Ziel dieser Arbeit war es, einen Pool von cDNA-kodierten SNPs zu definieren, mit dem auch HLA-identische Geschwister eindeutig unteschieden werden können. rnHierfür wurden zunächst aus publizierten Datenbanken solche SNPs ausgewählt, die in kodierenden Genabschnitten konstitutiv und gewebeunabhängig auf expremierten Genen lagen und zugleich eine hohe Heterozygotenfrequenz in der europäischen Population aufwiesen. Anhand dieser Kriterien wurden mittels der NCBI-Datenbank insgesamt eine Anzahl von 208 Polymorphismen auf 150 Genen identifiziert. Anschließend erfolgte die Gestaltung von Primerpaaren zur Amplifikation der SNP-kodierenden cDNA-Abschnitte. Diese mussten mindestens eine Intron/Exon-Grenze überspannen, um genomische DNA in der PCR ausschließen zu können. Mit Hilfe der etablierten PCR-Reaktion wurden die Gene in unterschiedlichen Geweben auf ihre Expression hin überprüft. Für 45 Gene ließ sich sowohl eine entsprechende PCR etablieren als auch deren konstitutive Expression in verschiedenen hämatopoetischen Zellen nachweisen. Zur Detektion der einzelnen SNPs in der Minisequenzierung wurden Minisequenzierungs-Sonden generiert und geprüft. Im Folgenden wurden für PCR und Minisequezierung Multiplex-Reaktionen aus vier bis sechs Reaktionen zusammengestellt. Zu diesem Zweck wurden die jeweiligen Primerinteraktionen und die unterschiedlichen Basenlängen des PCR-Produktes berücksichtigt.rnVon den 45 etablierten Einzelreaktionen waren 30 für den Multiplexansatz geeignet. Unter Anwendung dieser Multiplex-Reaktionen wurden 24 HLA-identische Geschwisterpaare (Spender und Empfänger) getestet. Zur Kontrolle erfolgte zusätzlich eine konventionelle Sequenzierung der SNP-kodierenden Bereiche auf der cDNA der jeweiligen Proben. Mit Hilfe der SNP-Kombinationen und der etablierten Methodik waren wir in der Lage alle 24 untersuchten Geschwisterpaare in zwischen sechs und 18 SNP-Systemen zu unterscheiden. rnDie Möglichkeiten, die die Analysen des Chimärismus mittels SNPs auf kodierenden Bereichen der DNA mit sich bringen, liegen nicht nur in der gleichzeitigen Bestimmung der Gewebszugehörigkeit und der Detektion des bestehenden Chimärismus sowie dessen Quantifizierung unter Anwendung einer Real-time-PCR. Vielmehr ermöglicht sie auch eine Aussage über die Genexpression der untersuchten Zelle zu machen. Dies ist insbesondere dann von Interesse, wenn geringe Zellzahlen von aus Gewebe isolierten Zellen zur Verfügung stehen. Die in dieser Arbeit etablierten Ansätze werden derzeit für eine Quantifizierung mittels real-time RCR weiterentwickelt und sollen mittelfristig insbesondere für Untersuchungen des Chimärismus von dermalen und epidermalen dendritischen Zellen der Haut und anderer Zielgewebe der GvHD verwendet werden.rn

Studio sul ruolo dei fattori genetici coinvolti nella Valvola Aortica Bicuspide e/o nell'Aneurisma dell'Aorta Toracica

La Valvola Aortica Bicuspide (BAV) rappresenta la più comune anomalia cardiaca congenita, con un’incidenza dello 0,5%-2% nella popolazione generale. Si caratterizza per la presenza di due cuspidi valvolari anziché tre e comprende diverse forme. La BAV è frequentemente associata agli aneurismi dell’aorta toracica (TAA). La dilatazione dell’aorta espone al rischio di sviluppare le complicanze aortiche acute. Materiali e metodi Sono stati reclutati 20 probandi consecutivi sottoposti a chirurgia della valvola aortica e dell'aorta ascendente presso l'Unità di Chirurgia Cardiaca di Policlinico S.Orsola-Malpighi di TAA associata a BAV. Sono stati esclusi individui con una condizione sindromica predisponente l’aneurisma aortico. Ciascun familiare maggiorenne di primo grado è stato arruolato nello studio. L’analisi di mutazioni dell’intero gene ACTA2 è stata eseguita con la tecnica del “bidirectional direct sequencing”. Nelle forme familiari, l’intera porzione codificante del genoma è stata eseguita usando l’exome sequencing. Risultati Dopo il sequenziamento di tutti i 20 esoni e giunzioni di splicing di ACTA2 nei 20 probandi, non è stata individuata alcuna mutazione. Settantasette familiari di primo grado sono stati arruolati. Sono state identificate cinque forme familiari. In una famiglia è stata trovata una mutazione del gene MYH11 non ritenuta patogenetica. Conclusioni La mancanza di mutazioni, sia nelle forme sporadiche sia in quelle familiari, ci suggerisce che questo gene non è coinvolto nello sviluppo della BAV e TAA e, l’associazione che è stata riportata deve essere considerata occasionale. L’architettura genetica della BAV verosimilmente dovrebbe consistere in svariate differenti varianti genetiche che interagiscono in maniera additiva nel determinare un aumento del rischio.

Prevalence and genotypes of Toxoplasma gondii in feline faeces (oocysts) and meat from sheep, cattle and pigs in Switzerland

The protozoan parasite Toxoplasma gondii infects almost all warm blooded animal species including humans, and is one of the most prevalent zoonotic parasites worldwide. Post-natal infection in humans is acquired through oral uptake of sporulated T. gondii oocysts or by ingestion of parasite tissue cysts upon consumption of raw or undercooked meat. This study was undertaken to determine the prevalence of oocyst-shedding by cats and to assess the level of infection with T. gondii in meat-producing animals in Switzerland via detection of genomic DNA (gDNA) in muscle samples. In total, 252 cats (44 stray cats, 171 pet cats, 37 cats with gastrointestinal disorders) were analysed coproscopically, and subsequently species-specific identification of T. gondii oocysts was achieved by Polymerase Chain Reaction (PCR). Furthermore, diaphragm samples of 270 domestic pigs (120 adults, 50 finishing, and 100 free-range animals), 150 wild boar, 250 sheep (150 adults and 100 lambs) and 406 cattle (47 calves, 129 heifers, 100 bulls, and 130 adult cows) were investigated by T. gondii-specific real-time PCR. For the first time in Switzerland, PCR-positive samples were subsequently genotyped using nine PCR-restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP) loci (SAG2, SAG3, BTUB, GRA6, c22-8, c29-2, L358, PK1 and Apico) for analysis. Only one of the cats shed T. gondii oocysts, corresponding to a T. gondii prevalence of 0.4% (95% CI: 0.0-2.2%). In meat-producing animals, gDNA prevalence was lowest in wild boar (0.7%; 95% CI: 0.0-3.7%), followed by sheep (2.0%; 95% CI: 0.1-4.6%) and pigs (2.2%; 95% CI: 0.8-4.8%). The highest prevalence was found in cattle (4.7%; 95% CI: 2.8-7.2%), mainly due to the high prevalence of 29.8% in young calves. With regard to housing conditions, conventional fattening pigs and free-range pigs surprisingly exhibited the same prevalence (2.0%; 95% CI: 0.2-7.0%). Genotyping of oocysts shed by the cat showed T. gondii with clonal Type II alleles and the Apico I allele. T. gondii with clonal Type II alleles were also predominantly observed in sheep, while T. gondii with mixed or atypical allele combinations were very rare in sheep. In pigs and cattle however, genotyping of T. gondii was often incomplete. These findings suggested that cattle in Switzerland might be infected with Toxoplasma of the clonal Types I or III, atypical T. gondii or more than one clonal Type.