Kompleksowa charakterystyka regionów kandydujących w genomie psa dla monogenowych zaburzeń rozwoju płci, oparta o sekwencjonowanie nowej generacji (NGS) i cyfrowy emulsyjny PCR (ddPCR)
Type
Project
Date Issued
2017
Author
Discipline
veterinary science
Abstract (PL)
Do najważniejszych osiągnięć zrealizowanego projektu zlicza się następujące osiągnięcia dotyczące podłoża zaburzeń rozwoju płci (ang. DSD – disorders of sex development):
1. Identyfikację dwóch mutacji genowych uznanych za przyczynę monogenowych zaburzeń rozwoju płci u samców (XY DSD): delecja 2-nukleotydowa w eksonie 2 genu HSD17B3 kodującego enzym zaangażowany w syntezę testosteronu oraz delecję 4 eksonów genu NR5A1, kodującego czynnik transkrypcyjny regulujący m.in. ekspresję genów kodujących enzymy odpowiedzialne za syntezę hormonów płciowych (estrogenów i testosteronu).
2. Poszerzenie wiedzy o podłożu molekularnym zaburzenia rozwoju płci polegającego na obecności jąder lub jajniko-jąder przy braku genu SRY u chromosomowych samic (XX DSD): identyfikacja duplikacji genu SOX9 jako jednej z przyczyn tego zaburzenia
1. Identyfikację dwóch mutacji genowych uznanych za przyczynę monogenowych zaburzeń rozwoju płci u samców (XY DSD): delecja 2-nukleotydowa w eksonie 2 genu HSD17B3 kodującego enzym zaangażowany w syntezę testosteronu oraz delecję 4 eksonów genu NR5A1, kodującego czynnik transkrypcyjny regulujący m.in. ekspresję genów kodujących enzymy odpowiedzialne za syntezę hormonów płciowych (estrogenów i testosteronu).
2. Poszerzenie wiedzy o podłożu molekularnym zaburzenia rozwoju płci polegającego na obecności jąder lub jajniko-jąder przy braku genu SRY u chromosomowych samic (XX DSD): identyfikacja duplikacji genu SOX9 jako jednej z przyczyn tego zaburzenia
wykazanie, że wcześniej opisywany związek polimorfizmu typu CNV w regionie poprzedzającym gen SOX9 nie dotyczy wszystkich ras psów - obserwowano tę zależność u mopsów, ale nie potwierdzono u francuskich buldogów i american stafford terierów
zidentyfikowanie polimorfizm genu PADI6 związanego z występowaniem tej wady w rasach bulldog francuski i american staffordshire terrier.
3. Ustalenie, że w różnych rasach psa obecne są 3 kopie genu SRY (analiza ddPCR), a jedynie w rasie yorkshire terier stwierdzono zmienność liczby kopii tego genu (2 lub 3 kopie) i co więcej 2 kopie występowały istotnie częściej wśród psów XY DSD. Wskazuje to na związek wariantu z 2 kopiami z ryzykiem powstania zaburzeń rozwoju płci u yorkshire terrierów.
4. Stwierdzenie, że wykryte warianty wytypowanych a priori genów kandydujących (SRD5A2, AR i MAMLD1), na podstawie wiedzy o ich znaczeniu w patogenezie DSD ludzi, nie mają związku z zaburzeniami rozwoju płci psów XY DSD.
5. Zdiagnozowanie nowotworu jądra lub macicy u sznaucerów miniaturowych obciążonych zespołem przetrwałych przewodów Mullera (PMDS), spowodowanego przez recesywną mutację genu AMHR2 (receptor hormonu antymullerowskiego 2).
6. Wykazanie, że zastosowanie diagnostyki cytogenetycznej jako pierwszego etapu poszukiwania podłoża DSD ma istotne znaczenie, o czym świadczy identyfikacja nowych przypadków nieprawidłowości chromosomów płci, w tym: translokacji X/autosom (2 przypadki), trisomii X (1 przypadek) i chimeryzmu leukocytarnego XX/XY (1 przypadek).
7. Wskazanie, że zaburzenia rozwoju płci o potencjalnym podłożu monogenowym (nie wliczając izolowanego wnętrostwa i spodziectwa, które mają podłoże poligenowe) częściej występują u samic (XX DSD) niż u samców (XY DSD).
3. Ustalenie, że w różnych rasach psa obecne są 3 kopie genu SRY (analiza ddPCR), a jedynie w rasie yorkshire terier stwierdzono zmienność liczby kopii tego genu (2 lub 3 kopie) i co więcej 2 kopie występowały istotnie częściej wśród psów XY DSD. Wskazuje to na związek wariantu z 2 kopiami z ryzykiem powstania zaburzeń rozwoju płci u yorkshire terrierów.
4. Stwierdzenie, że wykryte warianty wytypowanych a priori genów kandydujących (SRD5A2, AR i MAMLD1), na podstawie wiedzy o ich znaczeniu w patogenezie DSD ludzi, nie mają związku z zaburzeniami rozwoju płci psów XY DSD.
5. Zdiagnozowanie nowotworu jądra lub macicy u sznaucerów miniaturowych obciążonych zespołem przetrwałych przewodów Mullera (PMDS), spowodowanego przez recesywną mutację genu AMHR2 (receptor hormonu antymullerowskiego 2).
6. Wykazanie, że zastosowanie diagnostyki cytogenetycznej jako pierwszego etapu poszukiwania podłoża DSD ma istotne znaczenie, o czym świadczy identyfikacja nowych przypadków nieprawidłowości chromosomów płci, w tym: translokacji X/autosom (2 przypadki), trisomii X (1 przypadek) i chimeryzmu leukocytarnego XX/XY (1 przypadek).
7. Wskazanie, że zaburzenia rozwoju płci o potencjalnym podłożu monogenowym (nie wliczając izolowanego wnętrostwa i spodziectwa, które mają podłoże poligenowe) częściej występują u samic (XX DSD) niż u samców (XY DSD).
Abstract (EN)
The project was completed and the most important achievements are as follows:
1.Two causative gene mutations were identified in males with disorders of sex development (DSD)
1.Two causative gene mutations were identified in males with disorders of sex development (DSD)
deletion of 2 bp in HSD17B3 gene encoding an enzyme involved in testosterone synthesis and deletion of 4 exons in NR5A1 gene, controlling expression of genes encoding sex hormones.
2. Knowledge on molecular background of DSD in chromosomal females (XX DSD) with the presence of testis or ovotestis, uterus, ductus deferens and enlarged clitoris was extended: duplication of SOX9 can be the cause of this disorder
2. Knowledge on molecular background of DSD in chromosomal females (XX DSD) with the presence of testis or ovotestis, uterus, ductus deferens and enlarged clitoris was extended: duplication of SOX9 can be the cause of this disorder
earlier described association of XX DSD with CNV polymorphism upstream SOX9 is not common in all breeds – it is observed in Pugs, but not in American Staffordshire Terriers and French Bulldogs. It was shown that DNA variant of PADI6 gene is associated with XX DSD in French Bulldogs and American Staffordshire Terriers.
3. Three copies of SRY gene are commonly observed in different dog breeds, but in Yorkshire Terriers also two copies were detected, especially in XY DSD dogs.
4. DNA variants of 3 candidate genes (SRD5A2, AR and MAMLD1) are not associated with XY DSD.
5. Dogs affected with persistent Mullerian duct syndrome (PMDS), caused by a recessive mutation in AMHR2 gene, may develop cancer in testis or uterus.
6. Cytogenetic diagnostics of DSD dogs is an important analysis, since several new chromosomal abnormalities were identified in such dogs: X/autosome translocation (2 cases), X trisomy (1 case) and XX/XY leukocyte chimerism (1 case).
7. Monogenic DSD, excluding polygenic cryptorchidism and hypospadias in males, seem to occur more frequently in females (XX DSD), than in males (XY DSD).
3. Three copies of SRY gene are commonly observed in different dog breeds, but in Yorkshire Terriers also two copies were detected, especially in XY DSD dogs.
4. DNA variants of 3 candidate genes (SRD5A2, AR and MAMLD1) are not associated with XY DSD.
5. Dogs affected with persistent Mullerian duct syndrome (PMDS), caused by a recessive mutation in AMHR2 gene, may develop cancer in testis or uterus.
6. Cytogenetic diagnostics of DSD dogs is an important analysis, since several new chromosomal abnormalities were identified in such dogs: X/autosome translocation (2 cases), X trisomy (1 case) and XX/XY leukocyte chimerism (1 case).
7. Monogenic DSD, excluding polygenic cryptorchidism and hypospadias in males, seem to occur more frequently in females (XX DSD), than in males (XY DSD).