Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Molekulargenetische Untersuchungen zur kongenitalen Mikrophthalmie des Texelschafes

Tetens, Jens

The aim of the current study was first to localise the disease gene locus responsible for monogen autosomal recessive inherited congenital microphthalmia in the Texel breed. A comparative candidate gene approach was applied based upon previously mapped disease loci in human and mouse. The family material was obtained by collecting blood samples in the field and by establishing an experimentally derived ressource family. Clinical and pathological investigations were performed on affected and unaffected animals from this family and the morphology was described coincidently with previous studies. No other malformations in addition to the isolated microphthalmia were found in any of the animals and recessive pattern of inheritance with a complete pentrance and variable expressivity was shown. Focussed on the predicted candidate gene regions linkage analysis was performed using a set of 80 microsatellite markers. Linkage between the putative disease gene and a region on OAR23 surrounding the markers ADCY1AP and MAF35 was found with a maximum non parametric LOD score of 4.21. It was shown that genotyping several family members including an affected offspring to determine the linkage phases makes it possible to give an indirect diagnosis on the probale microphthalmia genotype of unaffected family members. The subsequent fine mapping was carried out by radiation hybrid mapping using an ovine 5000 rad radiation hydrid panel. An integrated high resolutition comprehensive comparative radiation hybrid map between ovine chromosome 23 and human chromosome 18 was generated. Between human and sheep four syntenic blocks were established and the gene order was found to be highly conserved within these blocks showing accordance to homologous cattle chromosome 24. Based upon these findings it was shown that the identified linked region is situated within an evolutionary breakpoint between homologous chromosome segments in sheep and human. Therefore further fine mapping is indicated.

Das Ziel der vorliegenden Arbeit war die Identifizierung der chromosomalen Lokalisation des für die monogen autosomal rezessiv vererbte kongenitale Mikrophthalmie des Texelschafes verantwortlichen Defektgens. Dazu wurde ein komparativer Kandidatengenansatz auf der Grundlage der vielfältigen Kenntnisse über ähnliche Phänotypen bei Mensch und Maus gewählt. Das benötigte Familienmaterial wurde durch Probensammlung im Feld sowie die Etablierung einer experimentell erzeugten Ressourcenfamile gewonnen. An Tieren der Ressourcenfamilie wurden klinische und pathologische Untersuchungen vorgenommen. Dabei wurde die Pathomorphologie der kongenitalen Mikrophthalmie des Texelschafes übereinstimmend mit früheren Untersuchungen charakterisiert. Durch den Zuchtversuch und die klinischen sowie pathologischen Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass es ich um eine nicht syndromische isolierte Mikrophthalmie handelt und dass ein rezessiver Erbgang mit vollständiger Penetranz und variabler Expressivität vorliegt. Eine auf die vorhergesagten Kandidatengenregionen fokussierte Kopplungsanalyse mit insgesamt 80 Mikrosatelliten­markern erbrachte mit einem maximalen nicht parametrischen LOD-Score von 4,21 den Nachweis für die Kopplung des putativen Mikrophthalmie-Genortes zu einer Region auf dem ovinen Chromosom 23 im Bereich der Mikrosatellitenmarker ADCY1AP und MAF35. Außerdem zeigte sich, dass durch die Genotypisierung mehrerer Familienmitglieder und anschließender Betrachtung der wahrscheinlichsten Haplotypen Aussagen über den wahr­scheinlichen Mikrophthalmie-Genotyp phänotypisch gesunder Familienmitglieder gemacht werden können, sofern ein betroffenes Tier zur Bestimmung der Kopplungsphasen verfügbar ist. Zur Feinkartierung des Defektgenorts wurde eine umfassende hoch auflösende vergleichende Radiation Hybrid-Karte zwischen ovinen Chromosom 23 und dem humanen Chromosom 18 unter Verwendung eines ovinen 5000 Rad Panels erstellt. Es zeigte sich, dass die Genreihenfolge innerhalb der vier gefundenen syntänischen Chromosomenabschnitte zwischen Schaf und Mensch nahezu vollständig konserviert ist und dass in dieser Hinsicht seh hohe Übereinstimmung mit dem homologen bovinen Chromosom 24 besteht. Auf der Grundlage dieser Ergebnisse konnte gezeigt werden, dass die mit Mikrophthalmie gekoppelte Region im Bereich eines evolutinären Bruchpunktes zwischen zwei bei schaf und Mensch konservierten Chromosomenabschnitten liegt und daher weiter eingegrenzt werden muss.

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Tetens, Jens: Molekulargenetische Untersuchungen zur kongenitalen Mikrophthalmie des Texelschafes. Hannover 2006. Tierärztliche Hochschule.

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