Analysis of CDKN1A polymorphisms: markers of cancer susceptibility?

The CDKN1A (TP21)(2) gene encodes a 21-kD protein that is a critical downstream mediator of wild-type TP53 and an important regulator of the cell cycle. Failure in the function of this gene would be expected to result in abnormal cell proliferation and transformation. Tumor-associated mutations of the coding region of the TP21 are rare. on the other hand, some TP21 polymorphisms have been identified and characterized by single base substitutions. In the present study, we investigated the potential role of TP21 gene polymorphisms in skin, head, and neck tumorigenesis. A total of 261 samples were examined by polymerase chain reaction single-strand conformational analysis, and one mutation at codon 31 and four polymorphisms in exons 2 (codon 55) and 3 [nucleotide (nt)590] and in promoter region (nt2298) were identified. In conclusion, this investigation confirmed the rarity of mutations in this gene, arguing against a role for TP21 mutations in skin, head, and neck cancers. Also, our results show significant differences in nt2298 allele frequencies between normal individuals and skin malignant tumors (P < 0.05). The results suggest that this polymorphism affects TP21 transactivator binding and may be important during the pathogenesis of skin cancer. (C) 2003 Elsevier B.V. All rights reserved.

A novel PCR-RFLP assay for the detection of the single nucleotide polymorphism at position+1440 in the human CXCR2 gene

We designed a novel PCR-RFLP assay to genotype for the CXCR2 +1440 (G/A) single nucleotide polymorphism, which provides a simple, low-cost, practical, and reproducible method. Allele frequencies in healthy Brazilian individuals were found to be 0.65% for allele A and 0.35% for allele G.

Screening and characterization of mutations in isoniazid-resistant Mycobacterium tuberculosis isolates obtained in Brazil

We investigated mutations in the genes katG, inhA (regulatory and structural regions), and kasA and the oxyR-ahpC intergenic region of 97 isoniazid (INH)-resistant and 60 INH-susceptible Mycobacterium tuberculosis isolates obtained in two states in Brazil: São Paulo and Parana. PCR-single-strand conformational polymorphism (PCR-SSCP) was evaluated for screening mutations in regions of prevalence, including codons 315 and 463 of katG, the regulatory region and codons 16 and 94 of inhA, kasA, and the oxyR-ahpC intergenic region. DNA sequencing of PCR amplicons was performed for all isolates with altered PCR-SSCP profiles. Mutations in katG were found in 83 (85.6%) of the 97 INH-resistant isolates, including mutations in codon 315 that occurred in 60 (61.9%) of the INH-resistant isolates and 23 previously unreported katG mutations. Mutations in the inhA promoter region occurred in 25 (25.8%) of the INH-resistant isolates; 6.2% of the isolates had inhA structural gene mutations, and 10.3% had mutations in the oxyR-ahpC intergenic region (one, nucleotide -48, previously unreported). Polymorphisms in the kasA gene occurred in both INH-resistant and INH-susceptible isolates. The most frequent polymorphism encoded a G(269)A substitution. Although KatG(315) substitutions are predominant, novel mutations also appear to be responsible for INH resistance in the two states in Brazil. Since ca. 90.7% of the INH-resistant isolates had mutations identified by SSCP electrophoresis, this method may be a useful genotypic screen for INH resistance.

What's the signification of nuclear vacuoles in human sperm?

The aim of this study was to determine the extent of DNA fragmentation and the presence of single/denatured or double stranded of DNA in sperm with large nuclear vacuoles (LNV) selected by high-magnification. A total of 30 patients had fresh semen samples prepared by discontinuous concentration gradient. Sperm with normal nucleus (NN) and LNV were selected at 8400x magnification and placed in different slides. DNA fragmentation was determined by TUNEL assay. Denatured and double stranded DNA was identified by acridine orange fluorescence method. The percentage of DNA fragmentation in LNV sperm (29%) was significantly higher (P<0.001) than NN sperm (15.8%). Therefore, cleavage of genomic DNA in low molecular weight DNA fragments (mono and oligonucleosomes), and single strand breaks (nicks) in high molecular weight DNA occur more frequently in LNV. Identically, the percentage denatured stranded DNA in sperm with LNV (67.9%) was significantly higher (P <0.0001) than NN sperm (33%). The high level of denatured DNA in sperm with LNV suggests precocious decondensation and disaggregation of sperm chromatin fibers. Our results support an association between LNV sperm and DNA damage, and the routine selection and injection of morphological motile sperm at high magnification for ICSI. The adverse effect (DNA fragmentation or denaturation) leads to concern particularly about the possibility of iatrogenic transmission of genetic abnormalities. Copyright - SBRA - Sociedade Brasileira de Reprodução Assistida.

Estudo de potenciais inibidores de inibidores de infecção causada por Vírus Sincicial Respiratório em cultura de célula

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Obtenção de uma nova proteína recombinante componente do complexo telemérico LAGT1 de Leishmania Amazonensis

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

High-Performance Liquid Chromatography Under Partially Denaturing Conditions (dHPLC) is a Fast and Cost-Effective Method for Screening Molecular Defects: Four Novel Mutations Found in X-Linked Chronic Granulomatous Disease

Implementing precise techniques in routine diagnosis of chronic granulomatous disease (CGD), which expedite the screening of molecular defects, may be critical for a quick assumption of patient prognosis. This study compared the efficacy of single-strand conformation polymorphism analysis (SSCP) and high-performance liquid chromatography under partially denaturing conditions (dHPLC) for screening mutations in CGD patients. We selected 10 male CGD patients with a clinical history of severe recurrent infections and abnormal respiratory burst function. gDNA, mRNA and cDNA samples were prepared by standard methods. CYBB exons were amplified by PCR and screened by SSCP or dHPLC. Abnormal DNA fragments were sequenced to reveal the nature of the mutations. The SSCP and dHPLC methods showed DNA abnormalities, respectively, in 55% and 100% of the cases. Sequencing of the abnormal DNA samples confirmed mutations in all cases. Four novel mutations in CYBB were identified which were picked up only by the dHPLC screening (c.904 insC, c.141+5 g>t, c.553 T>C, and c.665 A>T). This work highlights the relevance of dHPLC, a sensitive, fast, reliable and cost-effective method for screening mutations in CGD, which in combination with functional assays assessing the phagocyte respiratory burst will contribute to expedite the definitive diagnosis of X-linked CGD, direct treatment, genetic counselling and to have a clear assumption of the prognosis. This strategy is especially suitable for developing countries.

La inestabilidad microsatélite y la hipermetilación del promotor mlh1 se asocian con la aparición tardía del cáncer de endometrio

[ES] El silenciamiento del gen reparador de mutaciones MLH1 por hipermetilación de su promotor es la principal causa de inestabilidad microsatélite (MSI) en tumores esporádicos tanto de origen colorectal (CC) como endometrial (CE). Los CC con MSI y MLH1 metilado ocurren en pacientes con más edad que los CC sin estas alteraciones moleculares. Sin embargo, en CE esta relación es controvertida. En este trabajo hemos estudiado la relación entre la edad y el estado MSI y de metilación de MLH1, en una serie amplia de pacientes con CE. El MSI se estableció usando tres marcadores de inestabilidad (BAT-26, BAT-25 y APA3). Para determinar la hipermetilación del promotor MLH1 se usó el MS-SSCA (methylation-sensitive single-strand conformation analysis). El 20% de las muestras de CE eran MSI, y el 80% de estas tenían MLH1 metilado. La edad en el diagnóstico de las pacientes con tumores MSI fue significativamente más elevada que la de las pacientes con tumores que presentaban estabilidad de microsatélites (MSS). (edad±SD: 67.1±9.6 años vs 63.4±10.0 años, p=0,034, test de Fisher). Los tumores MSI con MLH1 metilado ocurrieron en pacientes de más edad que los que presentan MLH1 no metilado o MSS. (68.5±9.5 años vs 61.4±8.0 años vs 63.4 ± 10.0 años, respectivamente, p=0,008, test de Chi-cuadrado). Estos resultados sugieren la existencia de diferencias epidemiológicas en pacientes con CE con diferentes estados de inestabilidad de microsatélites y de metilación del promotor MLH1.

Endogene DNA-Schädigung als Ursache genetischer Instabilität

Zusammenfassung Diese Arbeit beschreibt Untersuchungen über die zellulären Mechanismen, die zur Bildung dieser DNA-Schäden führen, sowie über die biologischen Auswirkungen dieser Schäden. Die Untersuchungen zu Uracil in der DNA wurden in ung-knockout-MEFs und Mäusen durchgeführt, die es erlauben, die Konsequenzen eines Ausfalls der wichtigsten Reparaturglykosylase für Uracil zu beleuchten. Die Ergebnisse zeigen eine deutliche Akkumulation von Uracil in den ung-/--Mausfibroblasten im Vergleich zum Wildtyp. In frisch isolierten Leber- und Milzzellen der Mäuse konnte dieser genotypspezifische Unterschied, wenn auch weniger ausgeprägt, ebenso beobachtet werden, nicht jedoch in reifen Spermien. Dieser gewebespezifische Unterschied und die quantitativ stärker ausgeprägte Akkumulation in ung-/--Mausfibroblasten im Vergleich zu den Mäusegeweben gab Anlass zur Vermutung, dass die Proliferation der Zellen für den Haupteintrag an Uracil in die DNA verantwortlich ist. Erstmals konnte in Versuche mit konfluenten (nicht mehr proliferierenden) ung-/--Mausfibroblasten gezeigt werden, dass nicht die spontane hydrolytische Desaminierung von Cytosin, sondern der Fehleinbau von dUMP während der DNA-Replikation die Hauptquelle für Uracil in der DNA von Säugerzellen darstellt. Da der Uracilmetabolismus ein wichtiges Target in der Chemotherapie ist, lag es nahe, das zur Verfügung stehende ung-knockout-Modell der MEFs zur Untersuchung mit Fluorpyrimidinen, die als Zytostatika verwendet werden, einzusetzen. Da bisher die Ursachen der beobachteten Apoptose der Tumorzellen und aller anderen metabolisch hochaktiven Zellen eines behandelten Organismus noch nicht vollständig verstanden ist, wurden diese Zellen mit verschiedenen Fluorpyrimidinen behandelt, die als Thymidylatsynthasehemmer die de novo Synthese von Thymidin unterbinden. Es konnte gezeigt werden, dass ung-/- Mausfibroblasten, im Gegensatz zu ung+/+ Mausfibroblasten, verstärkt Uracil in der DNA akkumulieren. Obwohl die ung+/+ Mausfibroblasten keine erhöhten Uracil-Spiegel in der DNA aufwiesen, zeigten sie bei Inkubation mit einem der beiden Thymidylatsynthasehemmern, 5-Fluoruracil (5-FU), die gleiche Sensitivität in einem nachfolgenden Proliferationsversuch wie die ung-/- Mausfibroblasten. Dies lässt darauf schließen, dass weder Reparatur noch Einbau von Uracil in die DNA für die beobachtete Toxizität dieser Zytostatika notwendig sind. Ein weiterer Schwerpunkt dieser Arbeit war die Untersuchung des DNA-schädigenden Potenzials endogener ROS, die aus dem Fremdstoffmetabolismus stammen. Dazu wurden V79-Zellen verwendet, die mit dem humanen Enzym Cytochrom 2E1 (CYP2E1) transfiziert wurden (V79 CYP2E1) sowie Zellen, die ebenfalls durch Transfektion das humane Enzym Cytochromreduktase (auch Oxidoreduktase genannt) überexprimieren (V79 hOR). Beide Enzyme sind zusammen an der Hydroxylierung von Fremdstoffen beteiligt, bei der die Reduktion von molekularem Sauerstoff durch Übertragung von zwei Elektronen notwendig ist. Wird anstatt zweier Elektronen in Folge nur eines auf den Sauerstoff übertragen, so führt dieser von der Substratoxygenierung enkoppelte Vorgang zur Bildung von Superoxid. Daher galt es zu klären, ob das so erzeugte Superoxid und daraus gebildete ROS in der Lage sind, die DNA zu schädigen. Es konnte gezeigt werden, dass die Überexpression von CYP2E1 nicht zu einem erhöhten basalen Gleichgewichtsspiegel oxidativer DNA-Schäden führt und die Metabolisierung von Ethanol durch dieses Enzym ebenfalls keine DNA-Modifikationen verursacht. Die Überexpression der Cytochromreduktase hingegen führte gegenüber dem Wildtyp zu einem erhöhten basalen Gleichgewichtsspiegel oxidativer Basenmodifikationen nach Depletion von Glutathion, einem wichtigen zellulären Antioxidans. Im Mikrokerntest, der gentoxische Ereignisse wie Chromosomenbrüche in Zellen aufzeigt, zeigte sich schon ohne Glutathion-Depletion eine doppelt so hohe Mikrokernrate im Vergleich zum Wildtyp. In weiteren Versuchen wurden die V79-hOR-Zellen mit dem chinoiden Redoxcycler Durochinon inkubiert, um zu untersuchen, ob das vermutlich durch die Reduktase vermittelte Redoxcycling über Generierung von ROS in der Lage ist, einen oxidativen DNA-Schaden und Toxizität zu verursachen. Hier zeigte sich, dass die Überexpression der Reduktase Voraussetzung für Toxizität und den beobachteten DNA-Schaden ist. Die Wildtyp-Zellen zeigten weder einen DNA-Schaden noch Zytotoxizität, auch eine zusätzliche Glutathion-Depletion änderte nichts an dem Befund. Die V79-hOR-Zellen hingegen reagierten auf die Inkubation mit Durochinon mit einer konzentrationsabhängigen Zunahme der Einzelstrangbrüche und oxidativen Basenmodifikationen, wobei sich der DNA-Schaden durch vorherige Glutathion-Depletion verdoppeln ließ.

Regulation der Stress-aktivierten Proteinkinasen durch den gentoxischen Benzo[a]pyren-Metaboliten BPDE

Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) sind ubiquitäre Verschmutzungen der Umwelt und entstehen während der unvollständigen Verbrennung organischen Materials wie Holz, Kohle und Erdöl. Werden diese chemisch nicht reaktiven PAK in den Körper aufgenommen, durchlaufen sie eine Reihe von enzymatischen Umsetzungen, die unter der Bezeichnung Fremdstoffmetabolismus zusammengefasst werden. Die chemische Umsetzung des PAK und Prokarzinogens Benzo[a]pyren (B[a]P) führt u.a. zur Bildung des reaktiven Metaboliten B[a]P-7,8-dihydrodiol-9,10-epoxid (BPDE). BPDE ist stark elektrophil und kann auf Grund dieser Eigenschaft an nukleophile Makromoleküle wie Proteine und DNA binden. Die Bildung von BPDE-DNA-Addukten resultiert in der Entstehung von Mutationen und kann zur Tumorbildung führen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit sollte die Wirkung von BPDE als Modellsubstanz für gentoxische Agenzien auf intrazelluläre Signalkaskaden und die Konsequenzen der BPDE-Exposition bezüglich der Zellaktivität untersucht werden. Es konnte gezeigt werden, dass BPDE-Behandlung von Mausfibroblasten eine intrazelluläre Signalkaskade induziert, welche zur Aktivierung der Stressaktivierten Proteinkinasen (SAPK) JNK und p38 führt. An dieser Signalkaskade sind Src-ähnliche Kinasen beteiligt. BPDE-Behandlung führt in den untersuchten Mausfibroblasten zur Induktion von DNA-Einzelstrangbrüchen, deren Auftreten zeitlich mit der SAPK-Aktivierung korreliert. Die BPDEinduzierten DNA-Strangbrüche sind die Folge der Entfernung dieser Läsionen aus dem Genom durch die Nukleotidexzisionsreparatur (NER). Erkannt werden BPDE-DNA-Addukte durch die NERProteine XPA und XPC (Xeroderma Pigmentosum Komplementationsgruppe A und C). Nach der Erkennung von BPDE-DNA-Addukten kommt es zur Rekrutierung von Nukleasen, welche die vorliegende Läsion und umliegende Nukleotide aus dem Genom entfernen. In XPA- und XPCdefizienten Mausfibroblasten induziert BPDE daher keine DNA-Strangbrüche. Jedoch ist nur in XPCdefizienten Zellen, aber nicht in XPA-defizienten Zellen, die SAPK-Aktivierung drastisch reduziert. Behandlung von Mausfibroblasten mit Benzo[c]phenanthren-3,4-Diol-1,2-Epoxid, einem PAK, dessen DNA-Addukte schlecht durch NER-Faktoren erkannt und repariert werden, führt zu keiner SAPKAktivierung. Die Aktivierung von p38 und JNK scheint demnach abhängig zu sein von der Erkennung des primären DNA-Schadens. Die XPC-abhängige SAPK-Aktivierung schützt die Zellen vor BPDEabhängiger Toxizität, da sowohl XPC- als auch p38-defiziente Mausfibroblasten eine höhere Sensitivität gegenüber BPDE zeigen als korrespondierende Wildtypzellen. Zusamenfassend konnte in dieser Arbeit ein neuer Signalweg beschrieben werden, in dem DNASchäden, verursacht durch BPDE, über die XPC-abhängige DNA-Schadenserkennung, die Aktivierung der SAPK induziert. Diese Aktivierung der SAPK schützt vor BPDE-induzierter Toxizität.

Einfluss von Uracil in der DNA auf die Genexpression : die Rolle der Basen-Exzisions-Reparatur

Uracil ist eine der am häufigsten vorkommenden DNA-Basenmodifikationen, die über den Mechanismus der Basen-Exzisions-Reparatur (BER) aus dem Genom entfernt wird. Im Verlauf der Reparatur dieser Läsion durch monofunktionelle Uracil-DNA-Glykosylasen (UNG1/2, SMUG1, TDG und MBD4) entstehen AP-Läsionen und Einzelstrangbrüche. Da von beiden bekannt ist, eine Blockade der Transkription verursachen zu können, wurde in dieser Arbeit der Einfluss von Uracil und dessen Exzision auf die Expression eines Gens untersucht. Dafür wurde eine effiziente Methode entwickelt, die DNA-Basenmodifikation spezifisch in den transkribierten oder nicht-transkribierten DNA-Strang eines Reporter-Vektors einzufügen. rnIn Host cell reactivation Assays konnte gezeigt werden, dass Uracil unabhängig davon, ob es mit Adenin gepaart (U:A) oder mit Guanin (U:G) eine Fehlpaarung bildet, keine direkte Blockade der Transkriptions-Maschinerie in menschlichen Zellen auszulösen vermag. Dies kann daraus geschlossen werden, dass die Expression des Reportergens der Uracil-enthaltenen Vektoren im Vergleich zu unmodifizierten Referenz-Vektoren kurze Zeit nach der Transfektion unverändert ist. Die erst mit zunehmender Inkubationszeit in den Wirtszellen progressiv abnehmende Transkription ließ vermuten, dass die intrazelluläre Prozessierung der Läsion über die BER für die verringerte Genexpression verantwortlich ist. In der Tat bewirkte der Knockdown der BER-initiierenden UNG1/2, die Uracil aus der DNA herausschneidet und damit eine AP-Läsion generiert, eine Verringerung des negativen Effektes eines U:A-Basenpaares auf die Genexpression. Dass der Knockdown der SMUG1- oder TDG-Glykosylase hingegen keine Auswirkungen zeigte, beweist, dass UNG1/2 die Hauptglykosylase für die Exzision dieser Läsion und der Auslöser der inhibierten Transkription in HeLa-Zellen darstellt. Der Zusammenhang zwischen dem Maß des Ausschnitts einer DNA-Basenmodifikation im Verlauf der BER und einer verringerten Expression des Reportergens konnte zudem am Beispiel von 5-Hydroxymethyluracil und der für diese Läsion spezifischen SMUG1-Glykosylase nachgewiesen werden. Im Falle einer U:G-Fehlpaarung besaß weder UNG1/2 noch SMUG1 oder TDG einen Einfluss auf die Rate oder das Ausmaß der mit der Zeit abnehmenden Genexpression, was die Beteiligung einer anderen Glykosylase oder eines anderen Reparatur-Mechanismus vermuten lässt. rnDie Tatsache, dass die Stärke der Gen-Suppression unabhängig davon war, ob Uracil im transkribierten oder nicht-transkribierten DNA-Strang positioniert wurde, lässt die Mutmaßung zu, dass keine Blockade der elongierenden RNA-Polymerase, sondern vielmehr ein indirekter Mechanismus der Auslöser für die verringerte Transkription ist. Dieser Mechanismus muss unabhängig von der gut untersuchten transkriptionsgekoppelten Nukleotid-Exzisions-Reparatur erfolgen, da der Knockdown des hierfür benötigten CSB-Gens keine Auswirkungen auf die Inhibition der Genexpression der Uracil-enthaltenen Vektoren hatte. Insgesamt liefert diese Arbeit neue Erkenntnisse über den Beitrag der einzelnen Uracil-DNA-Glykosylasen zur Reparatur der DNA-Basenmodifikation Uracil in humanen Zellen und zeigt, dass die BER über einen indirekten Mechanismus die Hemmung der Genexpression verursacht.

Homozygous Cys542-->Arg substitution in GPIIIa in a Swiss patient with type I Glanzmann's thrombasthenia

Glanzmann's thrombasthenia (GT) arises from a qualitative or quantitative defect in the GPIIb-IIIa complex (integrin alphaIIbbeta3), the mediator of platelet aggregation. We describe a patient in whom clinical and laboratory findings typical of type I GT were found together with a second pathology involving neurological and other complications symptomatic of tuberous sclerosis. Analysis of platelet proteins by Western blotting revealed trace amounts of normally migrating GPIIb and equally small amounts of GPIIIa of slightly slower than normal migration. Flow cytometry confirmed a much decreased binding to platelets of monoclonal antibodies to GPIIb, GPIIIa or GPIIb-IIIa, and an antibody to the alphav subunit also showed decreased binding. Nonradioactive PCR single-strand conformation polymorphism analysis followed by direct sequencing of PCR-amplified DNA fragments showed a homozygous point mutation (T to C) at nucleotide 1722 of GPIIIa cDNA and which led to a Cys542-->Arg substitution in the GPIIIa protein. The mutation gave rise to a HinP1 I restriction site in exon 11 of the GPIIIa gene and allele-specific restriction enzyme analysis of family members confirmed that a single mutated allele was inherited from each parent. This amino acid substitution presumably changes the capacity for disulphide bond formation within the cysteine-rich core region of GPIIIa and its study will provide new information on GPIIb-IIIa and alphavbeta3 structure and biosynthesis.

Exon 17 skipping in CLCN1 leads to recessive myotonia congenita

Mutations in CLCN1, the gene encoding the ClC-1 chloride channel in skeletal muscle, lead to myotonia congenita. The effects on the intramembranous channel forming domains have been investigated more than that at the intracellular C-terminus. We have performed a mutation screen involving the whole CLCN1 gene of patients with myotonia congenita by polymerase chain reaction (PCR), single-strand conformation polymorphism studies, and sequencing. Two unrelated patients harbored the same homozygous G-to-T mutation on the donor splice site of intron 17. This led to the skipping of exon 17, as evidenced by the reverse transcriptase PCR. When the exon 17-deleted CLCN1 was expressed in Xenopus oocytes, no chloride current was measurable. This function could be restored by coexpression with the wild-type channel. Our data suggest an important role of this C-terminal region and that exon 17 skipping resulting from a homozygous point mutation in CLCN1 can lead to recessive myotonia congenita.

MODELING SPORADIC TUMOR FORMATION DRIVEN BY TELOMERE DYSFUNCTION IN THE GASTROINTESTINAL TRACT

Colorectal cancer is a complex disease that is thought to arise when cells accumulate mutations that allow for uncontrolled growth. There are several recognized mechanisms for generating such mutations in sporadic colon cancer; one of which is chromosomal instability (CIN). One hypothesized driver of CIN in cancer is the improper repair of dysfunctional telomeres. Telomeres comprise the linear ends of chromosomes and play a dual role in cancer. Its length is maintained by the ribonucleoprotein, telomerase, which is not a normally expressed in somatic cells and as cells divide, telomeres continuously shorten. Critically shortened telomeres are considered dysfunctional as they are recognized as sites of DNA damage and cells respond by entering into replicative senescence or apoptosis, a process that is p53-dependent and the mechanism for telomere-induced tumor suppression. Loss of this checkpoint and improper repair of dysfunctional telomeres can initiate a cycle of fusion, bridge and breakage that can lead to chromosomal changes and genomic instability, a process that can lead to transformation of normal cells to cancer cells. Mouse models of telomere dysfunction are currently based on knocking out the telomerase protein or RNA component; however, the naturally long telomeres of mice require multiple generational crosses of telomerase null mice to achieve critically short telomeres. Shelterin is a complex of six core proteins that bind to telomeres specifically. Pot1a is a highly conserved member of this complex that specifically binds to the telomeric single-stranded 3’ G-rich overhang. Previous work in our lab has shown that Pot1a is essential for chromosomal end protection as deletion of Pot1a in murine embryonic fibroblasts (MEFs) leads to open telomere ends that initiate a DNA damage response mediated by ATR, resulting in p53-dependent cellular senescence. Loss of Pot1a in the background of p53 deficiency results in increased aberrant homologous recombination at telomeres and elevated genomic instability, which allows Pot1a-/-, p53-/- MEFs to form tumors when injected into SCID mice. These phenotypes are similar to those seen in cells with critically shortened telomeres. In this work, we created a mouse model of telomere ysfunction in the gastrointestinal tract through the conditional deletion of Pot1a that recapitulates the microscopic features seen in severe telomere attrition. Combined intestinal loss of Pot1a and p53 lead to formation of invasive adenocarcinomas in the small and large intestines. The tumors formed with long latency, low multiplicity and had complex genomes due to chromosomal instability, features similar to those seen in sporadic human colorectal cancers. Taken together, we have developed a novel mouse model of intestinal tumorigenesis based on genomic instability driven by telomere dysfunction.

A molecular study of the rhodopsin locus in patients with retinitis pigmentosa

DNA for this study was collected from a sample of 133 retinitis pigmentosa (RP) patients and the rhodopsin locus molecularly analyzed by linkage and for disease specific mutations. The cohort of patients consisted of 85 individuals diagnosed with autosomal dominant RP (adRP), and 48 patients representing other forms of retinitis pigmentosa or retinal dystrophy related disease. In three large families with adRP rhodopsin was excluded from linkage to the disease locus. A search for subtle mutations in the rhodopsin coding region using single strand conformational polymorphisms (SSCP) and sequencing detected a total of 14 unique sequence variants in 24 unrelated patients. These variants included one splicing variant, 5168 -1G-A, one deletion variant of 17 base pairs causing a frame shift at codon 332, and 12 misense variants: Pro23His, Leu46Arg, Gly106Trp, Arg135Pro, Pro171Glu, Pro180Ala, Glu181Lys, Asp190Asn, His211Arg, Ser270Arg, Leu328Pro and Pro347Thr. All but three of the missense variants change amino acids that are evolutionarily conserved. The Pro23His mutation was found in 10 unrelated individuals with family histories of adRP and not in any normal controls (over 80 chromosomes tested). The Pro180Ala mutation was present in a patient with simplex RP and probably represents a new mutation. Three normal polymorphic nucleotide substitutions, A-269-G, T-3982-C, and G-5145-A, were also identified. We conclude, based on this study, that 25% of adRP cases are attributable to rhodopsin mutations.^ Clinical data, including ERG results and visual field testing, was available for patients with eleven different mutations. The eleven patients were all diagnosed with RP, however the severity of the disease varied with five patients mildly affected and diagnosed with type II adRP and 5 patients severely affected and diagnosed with type I adRP. The patient with simplex RP was mildly affected. The location of the mutations within the rhodopsin protein was randomly associated with the severity of the disease in those patients evaluated. However, four mutations, Pro23His, Leu46Arg, Pro347Thr, and 5168 -1G-A, are particularly interesting. The Pro23His mutation appears to have radiated from a recent common ancestor of the affected patients as all of them share a common haplotype at the rhodopsin locus. The Leu46Arg mutation causes an unusually severe form of RP. Hydropathy analysis of the mutated sequence revealed a marked change in the hydrophobicity of this first transmembrane spanning region. Codon 347 has been the target of multiple mutations with at least six documented changes at the position, significantly more than expected by a random distribution of mutations. Finally the splice-site variant is extremely variable in its expression in the family studied. Similar mutations have been reported in other cases of adRP and postulated to be involved in autosomal recessive RP (arRP). Mechanisms to account for the variable expression of rhodopsin mutations in relation to RP heterogeneity are discussed. (Abstract shortened by UMI.) ^