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Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10400.18/607

Title: Molecular Assessment of X-Linked Intellectual Disability: A Gene Cluster Based Approach
Authors: Oliveira, Bárbara
Advisor: Jorge, Paula
Criado, Maria Begoña
Keywords: Doenças Genéticas
Défice Intelectual
Técnicas de Biologia Molecular
[AGG] Interruptions
FMR1
AFF2
ARX
Issue Date: Mar-2011
Abstract: Intellectual disability (ID) is a common form of cognitive impairment, responsible by a significant number of limitations in intellectual function and adaptive behavior. X-linked intellectual disability represents a common cause of monogenic mental retardation affecting mostly males. Among the genetic causes involved, mutations in FMR1, AFF2 and ARX genes emerge as the major causes. FMR1 and AFF2 genes contain polymorphic repetitive regions susceptible to suffer dynamic mutations, a process that may give rise to pathogenic expansions. In ARX gene, the second exon represents a mutational hot spot as holds repetitive regions that codify to alanines. Among the mutations described, variations in polyalanine tracts, namely the c.429_452dup24, are among the most frequent. Aiming the characterization of a population at risk for ID, a multiplex molecular screening was performed regarding mutational hotspots in FMR1, AFF2 and ARX genes in intellectually-disabled individuals and in a control population. A Triplet-primed PCR technique was optimized to evaluate [AGG] interspersion pattern in FMR1 repetitive regions to assess allele stability. Furthermore, ARX exon 2 size variations were characterized by sequencing analysis. Allelic frequencies of FMR1 and AFF2 genes in the Portuguese population are similar to other Caucasian populations. The present work shows that the increase of triplet content in FMR1 gene is independent of variations in AFF2 triplet content (Pearson’s R: ρ >0,05), although, the occurrence of 30 repeat-sized alleles (for FMR1) and 14 repeat-sized alleles (for AFF2) is the most frequent combination (13,4%) (X2: ρ<0,05). FMR1 alleles with the first interruption after nine or ten [CGG] triplets demonstrated to have different origins (X2: ρ <0,05; Pearson’s R: ρ <0,05). A strong correlation among the 29 repeat-sized alleles and the CTC SNP haplotype and between the 30 repeat-sized alleles and the TTT lineage (X2: ρ <0,05) was observed. In ARX analysis the c.429_452dup24 mutation was identified in three individuals from two different families and the polymorphic variant c.441_464del24 in other three patients. Small insertions codifying for alanines were also detected (c.304GCG[11] and c.304GCG[13]) with a pathogenic effect yet to be determined. The importance of studying FMR1 alleles in terms of [AGG] interruption and genetic background is evident for an accurate clinical diagnosis. ARX mutations of known pathogenicity, although few frequent, are a strong indication that this genes should be included in routine screening of ID.
O défice intelectual representa uma forma de deficiência cognitiva, responsável por limitações a nível mental e dos comportamentos adaptativos e sociais. Quando associado ao cromossoma X constitui uma causa frequente de atraso mental monogénico que afecta sobretudo indivíduos do sexo masculino. As mutações nos genes FMR1, AFF2 e ARX surgem como as principais causas genéticas. Os genes FMR1 e AFF2 contêm regiões repetitivas polimórficas sujeitas a mutações dinâmicas que podem originar expansões patogénicas. No gene ARX o segundo exão representa um hotspot mutacional, visto conter regiões repetitivas que codificam alaninas, sendo a mutação c.429_452dup24 a mais frequente. Com o objectivo de caracterizar uma população de risco, foi efectuado um rastreio molecular por PCR multiplex dos hotspot mutacionais dos genes FMR1, AFF2 e ARX em amostras de indivíduos com défice intelectual e numa população controlo. Para avaliar o número e o padrão de interrupções [AGG] da região repetitiva do gene FMR1 foi optimizada a técnica de Triplet-primed PCR, permitindo estudar a sua estabilidade. As variações de tamanho detectadas no exão dois do gene ARX foram caracterizadas por sequenciação. As frequências alélicas dos genes FMR1 e AFF2 na população portuguesa são semelhantes a outras populações Caucasianas. Este trabalho demonstra que a variação do número de tripletos no gene FMR1 não está relacionado com variações no número de tripletos do gene AFF2 (Pearson’s R: ρ >0,05), apesar de, a combinação dos alelos com trinta tripletos (no gene FMR1) e com catorze (no gene AFF2) ser a mais frequente (13,4%) (X2: ρ<0,05). Os alelos FMR1 com a primeira interrupção [AGG] após nove ou dez tripletos [CGG] demonstraram ter origens diferentes (X2: ρ <0,05; Pearson’s R: ρ <0,05). Foi observada uma forte correlação entre os alelos de vinte e nove tripletos e o haplótipo SNP CTC, bem como entre os alelos com trinta repetições e a linhagem TTT (X2: ρ <0,05). Do rastreio do gene ARX resultou a identificação da mutação c.429_452dup24 em três indivíduos pertencentes a duas famílias distintas e da variante polimórfica c.441_464del24 em três amostras distintas. Também foram detectadas pequenas inserções, in-frame, que codificam para alaninas (c.304GCG[11] e c.304GCG[13]), com consequências patogénicas ainda por determinar. É evidente a importância do estudo das interrupções [AGG] e do respectivo background genético dos alelos FMR1 para um diagnóstico clínico exacto. As mutações no gene ARX de patogenicidade conhecida, apesar de pouco frequentes, revelam que este gene deve ser tido em conta no rastreio genético do défice intelectual.
Description: Dissertação de mestrado em Técnicas de Biologia Molecular e Citómica nas Ciências da Saúde apresentada ao Instituto Politécnico de Saúde do Norte-CESPU, 2011
URI: http://hdl.handle.net/10400.18/607
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