Studies on the diagnosis of PKU by DNA analysis

Abstract

vx ÖZET Fenilketonuri (PKU), otozomal çekinik karakterli bir hastalıkdır. Hastalık fenilalanin metabolizmasını düzenleyen gendeki mutasyondan kaynaklanmaktadır. Görülme sıklığı Avrupa da yeni doğanlarda 1:10000 iken Türk populasyonunda 1:2622 dir. Fenilalanin hidroksilaz (PAH) geninde PAH cDNÂ' sı kullanılarak restriksiyon fragment! uzunluk polimorfizmi (RFLP) analizi PKU' nm moleküler düzeyde incelenmesine olanak sağlamaktadır. Son zamanlarda PAH genindeki bazı nokta mutasyonları belirlenmiş ve farklı toplumlarda PKU' ya neden oldukları bulunmuştur. RFLP'lerin aile bireylerinde mutasyonu taşıyan allelin kalıtım şeklinin belirlenmesinde kullanılan uygun genetik markörler olduğu bilinmektedir. Bu tezin amacı Türk PKU ailelerinde RFLP analizi uygulayarak doğum öncesi tanı ve taşıyıcı tanısı stratejisi geliştirmektir. Mutant fenilalanin hidroksilaz allelinin kalıtım şeklini belirlemek için en azından bir hasta çocuğa sahip 15 farklı aile RFLP analizi ile incelendi. 15 ailenin üyelerinin lökositlerinden izole edilen genomik DNA örnekleri değişik restriksiyon enzimleri ile kesildi ve phPAH247 probu ile hibridleştirilerek analiz edildi. Bu araştırma sonucu 15 ailenin 7 'sinde tek enzim kullanarak doğum öncesi tanının mümkün olduğuvıı saptandı, Ailelerin %21' sinde doğum öncesi tanının iki enzimin kombinasyonu ile mümkün olduğu bulundu. Diğer 3 ailede ise doğum öncesi tanı durumların %50 ' sinde `exclusion` analizi ile mümkün olmaktadır. Tezde, ayrıca `linkage` analizi ile ilgili kısıtlamalar tartışıldı.

IV ABSTRACT Classical phenylketonuria (PKU) is an autosomal recessive disorder caused by an inborn error of amino acid metabolism, -with an incidence of about 1:10000 newborn in Europe, however, with a higher incidence of about 1:2622 newborn in Turkish population. Analysis of RFLPs at the phenylalanine hydroxylase (PAH) gene by using PAH cDNA permitted the study of PKU at molecular level. A number of point mutations have recently been characterized within the PAH gene and found to be the cause of PKU in different populations. RFLPs are known to be useful genetic markers for the identification of the mode of inheritance of the defective allele in a family having one affected child. The aim of this thesis was to perform RFLP analysis in Turkish PKU families and provide a basis for the establishment of prenatal diagnosis and carrier identification strategy in these families. 15 different families having at least one affected child were examined by using RFLP analysis to detect the mode of segregation of the mutant phenylalanine hydroxylase allele. High molecular weight genomic DNA samples isolated from peripheral leukocytes of the members of 15 families were digested with a number of restriction enzymes, analysed by using phPAH247 cDNA insert as a hybridization probe.Full genetic predictability was obtained in 7 out 15 families by- using one single enzyme. In 27 per cent of the cases, prenatal diagnosis -was found to be possible only by use of a combination of two enzymes. Prenatal diagnosis was possible only in 50 per cent of the cases in 3 families by exclusion analysis. Limitations of linkage analysis are also discussed within the framework of this thesis.