Identifizierung von Krankheitsvarianten in <em>CELSR3 </em>und Charakterisierung der embryonalen Funktion von Celsr3 im Zebrafisch

Abstract

Die Ätiologie von angeborenen Anomalien des zentralen Nervensystems (ZNS) sowie der Nieren und Harnwege (engl. Congenital Anomalies of the Kidney and Urinary Tract, CAKUT) ist multifaktoriell und wird sowohl durch Umweltfaktoren als auch durch komplexe genetische Merkmale beeinflusst. Im Rahmen dieser Dissertation wurden zwölf Individuen aus elf unabhängigen Familien hinsichtlich potenziell krankheitsverursachender, biallelischer Varianten in CELSR3 untersucht. Die betroffenen Individuen zeigten einen Phänotyp innerhalb eines Kontinuums von Anomalien des ZNS- und der Harnwege. CELSR3 kodiert für einen G-Protein-gekoppelten Rezeptor, der unter anderem an der Regulation planarer Zellpolarität und Zelldifferenzierung während der Embryonalentwicklung beteiligt ist. Durch DNA-Sequenzierungen von 734 Individuen konnten zusätzlich sieben nicht verwandte Individuen mit heterozygoten Varianten in CELSR3 identifiziert werden. In vivo Studien in Zebrafischlarven zeigten die Funktion von Celsr3 während der frühen embryonalen Entwicklung des ZNS und der Harnwege. Morpholino® knockdown, CRISPR-Cas9 F0-knockout und Rescue-Experimente wurden in fluoreszierenden Reporterlinien durchgeführt, die spezifisch für das neuronale und nephrologische System in Zebrafischlarven sind. Transiente Suppression von Celsr3 zeigte sowohl ein vermindertes axonales Wachstum als auch strukturelle Veränderungen des Pronephros in Zebrafischlarven. Basierend auf den Ergebnissen dieser molekulargenetischen und funktionellen Studien konnte CELSR3 als wahrscheinliches Krankheitsgen für variable Ausprägungen angeborener Erkrankungen des ZNS und der Harnwege identifiziert werden.