İnsan genomundaki kopya sayısı değişikliklerinin snp-array yöntemi kullanılarak incelenmesi ve tespit edilen değişikliklerin validasyonu

Abstract

Kopya sayısı değişiklikleri (CNVs), insan genomunda referans genoma kıyasla DNA segmentlerinde kayıp ve kazançlarla ifade edilen boyutu 1 kilobazdan büyük genomik yeniden düzenlenmelerdir. Bu çalışmada tüm genom yüksek çözünürlüklü SNP-Array teknolojisi kullanılarak Down Sendromlu 2 ve mental retardasyon ve multipl doğumsal (MKA/MR) anomalilere sahip 8 vakada CNV bölgeleri tespit edilmiştir. Tespit edilen CNV bölgelerinin gerektiğinde Gerçek Zamanlı-qPZR ile rölatif kantifikasyon yaklaşımı kullanılarak validasyonu yapılmıştır. qPZR yaklaşımının optimizasyonu erkek ve kadınlardan oluşan bir sette X kromozomu kopya sayıları karşılaştırılarak yapılmıştır. Down Sendromlu olan ilk vakanın SNP-Array verisi Trizomi 21' in kaynaklandığı ebeveyni belirlemek amacıyla aile bireyleriyle birlikte değerlendirilmiştir. Trizomilerde ebeveyn etkisini belirlemeye yönelik genotip tabanlı yeni bir yaklaşım geliştirilmiştir. Ek olarak, Down Sendromlu olan ikinci vakada Down Sendromu kritik bölgeyi içermeyen parsiyel trizomi tespit edilmiştir. Nefrokalsinozisi olan bir vakanın CNV bölgesinde Hiperoksilüri Tip 1' de ifadesi olan AGTX geninin bulunması dikkate değerdir. Kalan 4 MKA/MR vakasının hepsinde 18p bölgesinin izokromozom 18p ile ilişkili olduğu gösterilmiş ve SNP-Array verisi tetrazominin mayotik zamanlamasının tespiti için kullanılmıştır. Bu çalışma çeşitli konjenital hastalıklarda CNV bölgelerinin patolojik rolünün tespitine yönelik bir model sunmaktadır. SNP-Arraylerin çok yönlülüğü ile ebeveyn etkisi, tetrazomilerde mayotik zamanlamayı da içeren CNV mekanizmalarına cevap sağlamak amacıyla bu çalışmada sinyal yoğunlukları ve genotip verileri kullanılmıştır.Anahtar Kelimeler : SNP Array, Kopya Sayısı Değişikliği, Multipl Konjenital Anomalier/ Mental Retardasyon, Gerçek Zamanlı- qPZR, Biyoinformatik Analiz

Copy number variations (CNVs) are chromosomal aberrations that are characterized by extra or missing copies of DNA segments. In this study, high resolution SNP-Array technology has been used to detect CNVs in 2 cases with Down Syndrome and 8 cases ID/MCA. Detected CNV regions have been validated with Real Time qPCR (quantitative Polimerase Chain Reaction) using relative quantification approach whenever required.The optimization of qPCR approach was done in a set of males and females, where X-chromosome copy numbers were compared.SNP-Array data of the first case with DS was interpreted along with her parents in order to detect the parent where her trisomy has originated.We present an effective genotype based novel approach for detecting parent of origin effect in trisomies.In addition, in the second case with DS we have detected partial trisomy 21 without the DS critical region. It is remarkable to note that AGTX gene implicated in Hyperoxsaluria Type 1 lies within the CNV region of one of the cases with nephrocalcinozis.The remaining 4 MCA/ID cases were all shown to have 18p associated with isochromosome 18p, where SNP Array data was used to detect meitotic timing of the tetrasomy.This study serves as a model for detecting CNV regions in various congenital disorders in order to understand pathologic role of CNVs.Versatality of SNP-arrays which permits interpretation of both signal intensity and genotyping data have also been used extensively in this study in order to provide answers to CNV mechanisims including parent of origin effect in trisomies and meitotic timing in tetrasomies.Key Words: : SNP Array, Copy Number Variations, Multiple Congenital Anomalies/Intellectual Disability, Real Time- qPCR, Bioinformatic Analysis