عنوان

بررسی ژنتیکی فرد مبتلا به سندروم كوكائین از والدين خويشاوند در منطقه شمال غرب ايران با استفاده از توالی یابی کل اگزوم

Number

پ۲۷۷۴۸

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

بررسی ژنتیکی فرد مبتلا به سندروم كوكائین از والدين خويشاوند در منطقه شمال غرب ايران با استفاده از توالی یابی کل اگزوم

First Statement of Responsibility

سیده ياسمن موسوی شربیانی

Name of Publisher, Distributor, etc.

علوم طبیعی

Date of Publication, Distribution, etc.

۱۴۰۱

Specific Material Designation and Extent of Item

۸۵ص.

Accompanying Material

سی دی

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

علوم جانوری ژنتیک

Date of degree

۱۴۰۱/۰۷/۱۶

Text of Note

سندروم کوکائین، یک اختلال تخریب کننده عصبی است. الگوی وراثت این بیماری اتوزوم مغلوب است. علائم اصلی این بیماری میکروسفالی، نارسایی رشد و عقب ماندگی ذهنی است. علائم دیگری چون کوتولگی کاککتیک، حساسیت پوستی به نور، کلسیفیکاسیون مغزی، ناهنجاری های دندانی، مشکلات بینایی و ناشنوایی از علائم فرعی این بیماری می باشند. علت این بیماری ناشی از جهش درژن های ERCC6 و ERCC8 است که ۶۵ درصد موارد را جهش های ژن ERCC6 به خود اختصاص می دهد. این دوژن، پروتئین هایی را کد می کنند که در مسیر ترمیم برش نوکلئوتید ی همراه رونویسی (TC-NER) نقش ایفا می کنند. به علت ناهمگونی فنوتیپی بیماری و هم پوشانی علائم آن با سایر بیماری های نقص ترمیم DNA، روش توالی یابی نسل بعدی (NGS) که شامل دو تکنولوژی توالی یابی کل ژنوم (WGS) و توالی یابی کل اگزوم (WES) است، جهت تشخیص علت دقیق این بیماری مناسب است. در ادامه لازم است تا مطالعات همراهی جهت روشن شدن مکانیسم انتقال بیماری انجام گیرد.در مطالعه حاضر، کودک 12 ساله مبتلا به سندروم کوکائین که دارای والدین خویشاوند بود مورد مطالعه قرار گرفت. در مرحله اول ژنوم فرد جهت انجام توالی یابی کل اگزوم (WES) بر روی آن، استخراج شد. نتایج توالی یابی کل اگزوم در قالب فایل FASTQ توسط شرکت توالی یابی ارائه شد. جهت تسهیل بررسی واریانت ها، فایل FASTQ به فایل VCF تبدیل شد. در مرحله بعدی برای کاهش پیچیدگی کار، فیلتراسیون های لازم انجام شد و در ادامه ژن های باقی مانده با ژن های عامل سندروم کوکائین که از OMIM به دست آمد، تطابق داده شد. نتیجه تطابق، یک ژن کاندید دارای واریانت هموزیگوت بد معنی (NM-000124: exon13: c.2551T>A: p.W851R) بود. بررسی های بیوانفورماتیکی این واریانت، نشان داد که این واریانت کاندید، بطور کلی یک واریانت بیماری زا می باشد. در ادامه به منظور تایید نتایج به دست آمده، توالی یابی سنگر برای آن قسمت از ژنوم والدین پروباند صورت گرفت. مشخص شد که هر دو والد ناقل واریانت یافت شده به صورت هتروزیگوت هستند. بررسی تاثیر واریانت بر ساختار دوم RNA حاصل، نشان داد که این واریانت تاثیر قابل توجهی بر ساختار دوم RNA حاصل از رمز گزاری ژن ERCC6 ندارد. از طرفی مطابق با نتایج I-Mutant2.0، این واریانت موجب کاهش پایداری پروتئین CSB حاصل از ژن ERC6 می شود. همچنین بررسی ها در وب سرور I-TASSER مشخص نمودند که ساختار دوم پروتئین در حالت عادی در موقعیت 851 که مارپیچ است، دچارتغییر نمی شود. همچنین در ساختار سوم پروتئین نیز تغییر قابل توجهی ایجاد نمی شود. بنابراین به نظر می رسد که با توجه به مرگ کودک، این واریانت بد معنی تاثیر مهمی بر عملکرد پروتئین داشته است. با این حال برخلاف انتظار، تغییر قابل توجهی در ساختار سوم پروتئین در طی بررسی های بیوانفورماتیکی دیده نشد. بنابراین به نظر می رسد که نیاز است درکنار مطالعات بیوانفورماتیکی، مطالعات آزمایشگاهی نیز انجام شود و جهت تصمیم گیری نهایی درمورد تاثیر این واریانت، تنها به نتایج مطالعات بیوانفورماتیکی اکتفا نگردد.

Text of Note

Cockayne syndrome is a neurodegenerative disorder. The inheritance pattern of this disease is autosomal recessive. The main symptoms of this disease are microcephaly, growth failure, and mental retardation. Other symptoms such as cachectic dwarfism, skin sensitivity to light, brain calcification, dental abnormalities, vision problems, and deafness are secondary symptoms of this disease. The cause of this disease is the mutation of the ERCC6 and ERCC8 genes that ERCC6 accounts for 65% of the cases. These two genes encode proteins that play a role in the transcription-coupled nucleotide excision repair (TC-NER) pathway. Due to the phenotypic heterogeneity of the disease and the overlap of its symptoms with other DNA repair deficiency diseases, the Next-Generation Sequencing (NGS) method, which includes two technologies, Whole-Genome Sequencing (WGS) and Whole-Exome Sequencing (WES), is used to diagnose the exact cause of this disease. The disease is suitable. Furthermore, it is necessary to carry out accompanying studies to clarify the mechanism of disease transmission.In the current study, a 12-year-old child with cocaine syndrome who had consanguineous parents was studied. In the first step, the human genome was extracted for whole exome sequencing (WES). Whole exome sequencing results were provided in Fastq file format by the sequencing company. To facilitate checking the variants, the Fastq file was converted to a VCF file. In the next step, to reduce the complexity of the work, the necessary filtrations were performed, and then the remaining genes were matched with the cocaine syndrome genes obtained from OMIM. The result of matching was a candidate gene with a bad homozygous variant (NM-000124: exon13: c.2551T>A: p.W851R). Bioinformatics studies of this variant showed that it is a pathogenic variant in general. Next, in order to verify the obtained results, trench sequencing was done for that part of the genome of the proband's parents. It has been determined that both parents of the found variant are heterozygous. Investigating the effect of the variant on the second structure of the resulting RNA, it was praised that this variant does not have a significant effect on the second structure of the RNA resulting from encoding the ERCC6 gene. According to the results of I-Mutant2.0, on the other hand, this variant reduces the stability of the CSB protein obtained from the ERC6 gene. Also, investigations on the I-TASSER web server revealed that the second structure of the protein does not change normally at position 851, which is a helix. Also, there is no significant change in the tertiary structure of the protein. Therefore, it seems that with regard to the child's death, this bad variant had an important effect on the function of the protein. However, contrary to expectations, no significant change was observed in the tertiary structure of the protein. Therefore, it seems that there is a need to conduct laboratory studies along with bioinformatics studies and not to be satisfied only with the results of bioinformatics studies.

Variant Title

Genetic evaluation of a person with Cockayne Syndrome from related parents in the Northwestern region of Iran by using Whole Exome Sequencing

Entry Element

‏ موسوی شربیانی،

Part of Name Other than Entry Element

‏‏سیده ياسمن

Relator Code

تهیه کننده

Entry Element

‏ جبارپور بنیادی،

Part of Name Other than Entry Element

‏‏مرتضی

Dates

استاد راهنما

Entry Element

‏ تبریز