Analyse des PEX1-Gens bei Patienten mit Zellweger-Syndrom: Identifikation einer neuen Deletion und Untersuchung von Polymorphismen in der 5'-untranslatierten Region

Abstract

Erkrankungen des Zellweger-Spektrums sind autosomal rezessiv vererbte peroxisomale Stoffwechselerkrankungen. Mutationen im PEX1-Gen sind die häufigste Ursache. In dieser Arbeit wurden bei PEX1-defizienten Patienten das PEX1-Gen analysiert und zwei Polymorphismen in der 5 UTR charakterisiert. Zentraler Gegenstand der Arbeit war die Klärung der molekularen Ursache der Peroxisomenbiogenesestörung bei zwei Patienten (ZS 8, ZS 26). Im Vorfeld wurde bei beiden Patienten jeweils nur eine heterozygote Mutation im PEX1-Gen, c.2528 G>A (p.Gly843Asp), detektiert. Bei Patient ZS 26 wurde über eine allelspezifische real-time-PCR eine deutlich unterrepräsentierte Wildtyp-mRNS festgestellt. Mittels einer in dieser Arbeit etablierten long-range-PCR konnte im PEX1-Gen von Patient ZS 26 eine zweite pathogene Mutation entdeckt werden - eine Deletion von Exon 10, 11 und 12 mit einer Länge von 3838 bp. Die deletierte Region enthielt eine Insertion von 395 bp, bei der es sich um eine Duplikation von Intron 16 handelte (g.20805_24642delins28829_29223; NCBI Reference Sequence NC_000007.13). Die Deletion wurde vom gesunden Vater vererbt. In der Literatur ist eine Reportergenuntersuchung beschrieben, bei der der 5 -Polymorphismus c.-137 T>C zu einer reduzierten PEX1-Genexpression führt, während der 5 -Polymorphismus c.-53 C>G die PEX1-Genexpression erhöht. Bei gleichzeitigem Auftreten beider Polymorphismen wurde eine annähernd normale PEX1-Genexpression festgestellt. Bei 30 PEX1-defizienten Patienten traten in unseren Untersuchungen vier Konstellationen auf: c.-137 TT/c.-53 CC (43 %), c.-137 TC/c.-53 CG (37 %), c.-137 CC/c.-53 GG (10 %) und c.-137 TC/c.-53 CC (10 %). Der 5 -Polymorphismus an Position c.-53 ist offenbar auf dem allelischen Hintergrund des 5 -Polymorphismus an Position c.-137 entstanden, welcher auch unabhängig von dem 5'-Polymorphismus c.-53 C>G gefunden wurde. Im Gegensatz zu der häufigen Mutation, c.2528G>A (p.Gly843Asp), ist die zweithäufigste Mutation, c.2097_2098insT (p.Ile700TyrfsX42) auf dem allelischen Hintergrund der 5 -Polymorphismen entstanden. Die Ergebnisse zeigen, dass die exonischen Mutationen im PEX1-Gen mit dem Überleben der Patienten korrelieren, während die zwei in dieser Arbeit analysierten 5 -Polymorphismen nicht für diagnostische und/oder prognostische Zwecke in Betracht gezogen werden können. Beide 5 -Polymorphismen gehören nach Literaturangaben zur 5 UTR mit einem Transkriptionsstartpunkt an Position c.-245. In dieser Arbeit wurden mit einer 5 -RACE-PCR Klone detektiert, die an Position c.-120 den PEX1-mRNS-Beginn anzeigten. Aufgrund dieser Ergebnisse gehen wir davon aus, dass nur der PEX1-5 -Polymorphismus an Position c.-53 Teil der 5 UTR ist, während der 5 -Polymorphismus 137 bp stromaufwärts des Translationsstartpunktes Teil des PEX1-Promoters ist.