Φαρμακογονιδιωματική και λειτουργική μελέτη συσχέτισης μικροδορυφορικών αλληλουχιών στον υποκινητή του γονιδίου MAP3K5 με τα επίπεδα μεταγραφής του γονιδίου

• Main Author: Παΐζη, Αρσινόη
• Other Authors: Πατρινός, Γεώργιος
• Language: gr
• Published: 2014
• Subjects: Αιμοσφαιρίνες; β-Μεσογειακή αναιμία; 612.111 1; Hemoglobins; β-Thalassemia
• Online Access: http://hdl.handle.net/10889/6973

Γενετικές παραλλαγές σε γονιδιακούς τόπους που βρίσκονται εντός (cis) αλλά και εκτός (trans) του συμπλέγματος των ανθρώπινων β-σφαιρινικών γονιδίων έχει δειχθεί πως συσχετίζονται σημαντικά με τα επίπεδα της εμβρυϊκής αιμοσφαιρίνης (HbF). Ένα από τα γονίδια αυτά είναι το γονίδιο MAP3K5 (ή ASK1), το οποίο είναι μέλος της οδού της MAP κινάσης, ενεργοποιείται από διάφορες παθολογικές καταστάσεις και από προ-φλεγμονώδεις κυτοκίνες, συμβάλλοντας στην κυτταρική απόπτωση. Πρόσφατα αποτελέσματα από το εργαστήριό μας έδειξαν ότι η παρουσία του σπάνιου αλληλομόρφου C σε μονονουκλεοτιδικούς πολυμορφισμούς (SNP) του συγκεκριμένου γονιδίου, και συγκεκριμένα στους rs9376230 και rs9483947, συσχετίζεται με μειωμένα επίπεδα της εμβρυϊκής αιμοσφαιρίνης (HbF) (Tafrali et al., 2013). Για το λόγο αυτό, υποθέσαμε ότι οι πολυμορφισμοί αυτοί συνδέονται με πιθανές αλλαγές σε ρυθμιστικές περιοχές του γονιδίου ΜΑΡ3Κ5 οι οποίες τροποποιούν τα επίπεδα έκφρασής του. Έτσι, ερευνήσαμε τον υποκινητή του γονιδίου ΜΑΡ3Κ5 ως προς τη συχνότητα παρουσίας τεσσάρων ή πέντε αντιγράφων της μικροδορυφορικής αλληλουχίας 5’ – GCGCG – 3’ (θέση -51 έως -27 από τη θέση έναρξης της μεταγραφής). Με την προσέγγιση αυτή θελήσαμε να εξακριβώσουμε εάν οι μικροδορυφορικές αυτές αλληλουχίες συνδέονται με τους μονονουκλεοτιδικούς πολυμορφισμούς και, κατά συνέπεια, με τα επίπεδα της HbF σε ασθενείς με ενδιάμεση ή μείζονα β-μεσογειακή αναιμία και σε μη-θαλασσαιμικά άτομα. Για τον σκοπό αυτό, χρησιμοποιήθηκαν 11 ασθενείς με ενδιάμεση β-μεσογειακή αναιμία, 15 ασθενείς με μείζονα β-μεσογειακή αναιμία και 60 μη-θαλασσαιμικά άτομα ελληνικής καταγωγής. Ο προσδιορισμός του γονότυπου πραγματοποιήθηκε με εκλεκτική ενίσχυση του τμήματος του υποκινητή του γονιδίου ΜΑΡ3Κ5, μεταξύ των θέσεων -273 έως και +79, και στη συνέχεια, είτε με αλληλούχιση σε αυτοματοποιημένο αναλυτή ή με ανάλυση ετεροδιμερών. Η ανάλυση έδειξε ότι υπάρχει σχεδόν απόλυτη σύνδεση των σπάνιων αλληλομόρφων C τόσο για τον rs9376230 όσο και για τον rs9483947 με τη μικροδορυφορική αλληλουχία των πέντε επαναλήψεων, σχηματίζοντας έναν απλότυπο. O συγκεκριμένος απλότυπος συσχετίζεται με χαμηλά επίπεδα της HbF και το φαινότυπο της βαριάς β-μεσογειακής αναιμίας, αφού σε ασθενείς με μείζονα β-μεσογειακή αναιμία εντοπίζεται με συχνότητα 60% και αποκλίνει στατιστικώς σημαντικά από τις αντίστοιχες συχνότητες σε ασθενείς με ενδιάμεση β-μεσογειακή αναιμία (p=0,04) και σε μη-θαλασσαιμικά άτομα (p=0,003). Τα αποτελέσματα αυτά δείχνουν ότι οι πολυμορφισμοί rs9376230 και rs9483947 συνδέονται με τη μικροδορυφορική αλληλουχία του υποκινητή, η οποία έχει πιθανό λειτουργικό ρόλο στα επίπεδα έκφρασης του γονιδίου ΜΑΡ3Κ5. === Genetic variations in loci that are in cis or trans of the human beta-globin gene cluster are shown to correlate significantly with the levels of fetal hemoglobin (HbF). One of these genes is MAP3K5 (or ASK1), a member of the MAPK pathway, which is activated by various stresses and pro-inflammatory cytokines that contribute to cellular apoptosis. Recent results from our laboratory have shown that the presence of the rare C allele in two intronic SNPs of MAP3K5, namely rs9376230 and rs9483947, is associated with reduced levels of fetal hemoglobin (HbF) (Tafrali et al., 2013). For this reason, we assumed that these polymorphisms may be associated with changes in the regulatory regions of MAP3K5 which could modify its expression levels. Thus, we investigated the frequency of a microsatellite marker at the proximal promoter region of MAP3K5, regarding the presence of four or five repeats of a 5-bp short tandem repeat (STR), am y 5’ – GCGCG – 3’ (positio -51 to -27 from transcription start site). With this approach, we wanted to ascertain whether this STR is associated with the previously studied SNPs (Tafrali et al., 2013) and consequently with th v s o bF i β-thalassemia intermediate or major patients compared to non-thalassemic individuals. For this purpose, we analyzed the DNA samples from 11 β-tha ass mia i t rm ia a 15 β-thalassemia major patients, as well as 60 non-thalassemic controls of Western Greek origin. Genotyping was performed by selectively amplifying a MAP3K5 gene promoter fragment between positions -273 to +79, followed by either sequencing or heteroduplex analysis. The analysis showed that there is an almost perfect correlation of the rare C allele for rs9376230 and the rare C allele for rs9483947 with the five STR repeats, forming a haplotype associated with low levels of HbF and with the phenotype of severe b-thalassemia. This haplotype is detected with a r qu cy o 60% i β-thalassemia major patients and it statistica y sig i ica t y viat s rom th corr spo i g r qu ci s i β-thalassemia intermedia patients (p = 0.04) and in non-thalassemic individuals (p = 0.003). These results indicate that the polymorphisms rs9376230 and rs9483947 are in linkage with the promoter STR polymorphism, which may have a functional role in MAP3K5 gene expression.