Positional cloning. Pedigreessä etenevä ominaisuus kartoitetaan ensin karkeasti ja sitten tehdään yhä tarkempaa työtä molekyylimarkkereilla.

Transkriptio

1 Positional cloning Pedigreessä etenevä ominaisuus kartoitetaan ensin karkeasti ja sitten tehdään yhä tarkempaa työtä molekyylimarkkereilla. Lopulta kohdegeeni sekvensoidaan ja mutaatio tai mutaatiot tunnistetaan Sanotaan, että menetelmä toimii erityisen hyvin Suomessa (ja muissa pienissä kansoissa). Miksi? Pienissä kansoissa kaikkien yhteiset esi-isät ovat ajassa lähempänä kuin suurissa: koaleskenssi

2 Positional cloning: esimerkki Marjo Kestilä (1995) Molecular genetics of congenital nephrotic syndrome of the Finnish type (CNF) Minna Männikkö (1996) Congenital nephrotic syndrome of the Finnish type Ulla Lenkkeri (1998) Characterization of the congenital nephrotic syndrome locus Työn ohjaaja oli professori Karl Tryggvason

3

4 Tässä on osa kymmenistä perheistä, joilla tämä CNF on. Taudin kliininen kuva on sellainen, että sitä ei oikein paljon ole muualla, ja genealogiset esiselvityksetkin viittasivat useissa tapauksissa yhteiseen alkuperään nimenomaan Suomessa

5 Suomen erityisiä olosuhteita käytettiin hyväksi strategisessa suunnittelussa Väestö ei ole ollut kovin valtava, mistä johtuu, että minkä tahansa geenin alkuperä ei voi olla kovin kaukana Kun oletettu mutanttialleeli ei siis ole äärettömän vanha, sen naapurigeenit voivat vielä olla alkuperäisiä monissakin tänään löydettävissä mutanttikromosomeissa

6 Vasemmalla on suuri joukko populaation kromosomeja, joissa kussakin on omanlaisensa kooste mikrosatelliittialleeleita. Yhteen (3,2,2,5,3) syntyy mutaatio, (tai mutanttikromosomi saapuu paikalle vaikkapa ulkomailta yhden heterotsygoottisen yksilön mukana)

7 Alkutilanne: mutaatio syntyy yhteen kromosomiin, joka on pikkupiirteisten markkereiden suhteen hiukan erilainen (punainen) kuin kaikki muut kromosomit (vihreitä)

8 Jatko: Punainen kromosomi on onnekas ja monistuu populaatiossa Jokaisessa meioosissa se osallistuu crossing over tapahtumiin, niinkuin kaikki muutkin kromosomit

9 Jatko: Punainen kromosomi on onnekas ja monistuu populaatiossa Jokaisessa meioosissa se osallistuu crossing over tapahtumiin, niinkuin kaikki muutkin kromosomit Mutaation lähialue säilyy punaisena, mutta punainen kaventuu sukupolvien "saatossa"

10 Jatko: Punainen kromosomi on onnekas ja monistuu populaatiossa Jokaisessa meioosissa se osallistuu crossing over tapahtumiin, niinkuin kaikki muutkin kromosomit Punainen segmentti on jo pienentynyt kovasti, ja se on kovin harvinainen. Sen "omistajat" eivät tiedä olevansa sukulaisia

11 Kun muinainen mutantti homotsygoituu kahden heterotsygootin jälkeläisessä ja useammissa perheissä, tutkitaan mikrosatelliitit. Esimerkkikuvassa yhdistelmä 2,2,5 löytyy useista potilaista ja perheistä. Näiden markkerien alueelle DNA:ssa kohdistetaan isku

12 Nykyaika: Kaksi punaista segmenttiä, mukaanluettuna se mutaatio, kohtaavat sattumalta Mutaatio on homotsygoottinen ja aiheuttaa ongelmansa

13 Kaksi punaista segmenttiä, mukaanluettuna se mutaatio, kohtaavat sattumalta Mutaatio on nyt homotsygoottinen ja aiheuttaa ongelmansa Myös sen lähialue on homotsygoottinen (punainen), ja voi olla sellainen useilla potilailla ei sukua Tarvitsee vain löytää kaikille yhteinen punainen!

14

15

16 Kromosomi 19 D19S425- D19S220 ym. ovat DNAmarkkereita, mikrosatelliittilokuksia, joilla paikannusta tehdään. FISH = fluoresenssi in situ hybridisaatio, jolla saadaan selville, missä kromosomissa markkerit sijaitsevat ja niiden summittainen sijainti

17 Mikrosatelliittimarkkereita, jotka ovat kytkentäepätasapainossa oireen kanssa Paikannus tarkentuu ja alueesta sekvensoidaan pätkiä (cosmidiklooneja). Alueelta alkaa löytyä geenejäkin, joita aina voi pitää kandidaattigeeneinä ja tutkia, onko niissä mutaatioita. Geenit "ennustetaan" tarkkailemalla sekvenssin ominaisuuksia: ei stop - kodoneita Lopulta: NPHS1 geeni

18

19 67% 14% 16% Finn major Finn minor muita

20 Online Mendelian Inheritance in Man -linkki Nefriinigeenistä löytyneitä mutaatioita. Useat ovat neutraaleja eli haitattomia, vaikka aminohappo on muuttunut.

21 Nefriinigeenistä löytyneitä mutaatioita. *602716

22 # sairaus * geeni

23 #256300

24 Norio on Suomen erinomaisen perinnöllisyyslääketieteen ja "suomalaisen tautiperinnön" kummisetä Tämä kirja on aika kattava esitys Suomesta, kannattaa lukea, vaikkei edes olisi kiinnostunut taudeista 2000

25 CLD PLO Ryhmä I "Tautiperinnön vanhaa perusteoriaa noudattava ryhmä" Isovanhempien syntymäpaikat kertyvät nuorelle, 1500 luvulla asutetutulle alueelle LPI NKH Nämä ryvästymät selitetään founderefektillä: uudisasutus on muodostanut pieniä isolaatteja, joihin on sattunut harvinainen alleeli; se on aluksi frekvenssillä 1/(2N), mikä on sitä pienempi luku, mitä suurempi on N. Tähän ryhmään Norio luokittelee 16 tautia: APECED, Cohen, cornea plana, FSH- RO, Hervan tauti, HOGA, hydroletalus, IOSCA, LPI, Mulibrey, nonketoottinen hyperglysinemia, PLO-SL, Salla, kloridiripuli, laktaasinpuutos, Usher III Norio 2000

26 EPMI AGU Ryhmä II Isovanhempien syntymäpaikat kattavat lähes koko maan. Kuusi tautia: AGU, INCL, PME, rusto-hiushypoplasia, Spielmeyer-Sjögren, CNF MECKEL DTD Ryhmä III... myötäilevät nykyasutuksen tiheyttä: vain nuo kaksi tautia, jotka ovat yleisiä myös "Indoeuroopassa", eli siis ovat kenties meidän läntisen perinnön merkkinä? EPMR VLINCL Ryhmä IV... kertyvät vain pienelle alueelle. Tässä ryhmässä on vain nämä kaksi tautia. Alleeli on nuori (alueella), mutaatio tai tuontitavaraa. Norio 2000

27 67% 14% 16% Finn major Finn minor muita

28 Historioitsija Vilkunan esitys isostavihasta ei ole mikään koivu ja tähti satu. Erittäin eloisaa kerrontaa! Teoksen perusteella voi pohtia erityisesti Pohjanmaan väestöhistoriaa, pullonkaulapopulaatiota ja geenivirtaa