Untersuchung des Beitrags nicht-kodierender Neumutationen zur genetischen Ätiologie von nicht-syndromalen Lippen-Kiefer-Gaumenspalten

Abstract

Im Rahmen dieses Promotionsprojektes wurde die Rolle von nicht-kodierenden de novo Mutationen (DNMs) bei der Entstehung nicht-syndromaler Lippen-Kiefer-Gaumenspalten (nsCL/P) untersucht. Dafür wurde ein Datensatz von Genomsequenzierungsdaten von betroffenen Individuen sowie deren Eltern aus dem Gabriella Miller Kids First Programm analysiert. Um ätiologisch relevante DNMs zu priorisieren, wurden die identifizierten DNMs u. a. mit funktionellen Datensätzen und Risiko-Scores annotiert und deren Verteilungen mit den Daten einer Kontroll-Kohorte verglichen. Während die meisten Vergleichsanalysen keine signifikanten Unterschiede zwischen den Kohorten zeigten, konnten wir signifikante Anreicherungen von DNMs in zwei topologically associating domains beobachten, welche bereits durch häufige Risikovarianten in der Ätiologie der nsCL/P (Locus 4q28 und 2p21) bekannt waren. Diese Konvergenz von häufigen und seltenen Varianten bestärkt die Relevanz dieser Risikoloci für nsCL/P und legt Varianten für mögliche funktionelle Untersuchungen nahe. Durch die systematische in silico Auswertung von Transkriptionsfaktorbindestellen und deren Beeinflussung durch DNMs wurden Kandidaten-Transkriptionsfaktoren vorhergesagt, welche über ihre molekularen Netzwerke zur nsCL/P beitragen könnten. Durch Integration von externen funktionellen Datensätzen und molekularen Validierungsexperimenten wurde dadurch der in der kraniofazialen Muskelentwicklung involvierte Transkriptionsfaktor Musculin (MSC) als Kandidat identifiziert. Eine mögliche Beteiligung von MSC in der Ätiologie von nsCL/P wird durch weitere subklinische Phänotypen von nsCL/P und das molekulare Netzwerk, in dem auch weitere, durch genomweite Assoziationsstudien identifizierte nsCL/P Risikogene involviert sind, bestätigt. Die Ergebnisse dieses Projekts liefern einerseits Hinweise für Kandidaten-DNMs und potenziell zugrundeliegende funktionelle Mechanismen für nsC/LP, andererseits sind die hier entwickelten Strategien auf WGS-Daten anderer Phänotypen (speziell Fehlbildungen) übertragbar.