Funktionelle Charakterisierung des Transkriptionsfaktors AP-2E als Kandidatengen für Neurokristopathien

Abstract

Die Ätiologie der Fehlbildungen des zentralen Nervensystems (ZNS) umfasst sowohl nicht-genetische als auch genetische Ursachen. Ziel der Arbeit war, <em>TFAP2E</em> als Kandidatengen für Neurokristopathien funktionell zu charakterisieren. Im Rahmen dieser Studie konnte ich in 7 Individuen aus fünf Familien, monoallelische missense Varianten im Gen <em>TFAP2E</em> identifizieren. Dieses Gen kodiert einen Transkriptionsfaktor, dem bisher keine embryologische Funktion im Menschen zugeschrieben wurde. Die untersuchten Individuen zeigten Fehlbildungen aus dem Spektrum der Neurokristopathien: In 5/7 Individuen zeigten sich strukturelle Hirnfehlbildungen, in 6/7 Individuen zeigten sich Kieferfehlbildungen. Die genetischen Varianten sind in populationsbasierten Datenbanken als sehr selten oder nicht bekannt beschrieben. In den durchgeführten <em>in silico</em> Analysen zeigte sich mittels Proteinmodellierungen potenziell funktionseinschränkende Veränderungen der dreidimensionalen Struktur in konservierten Proteinregionen. Die embryologische Funktion von <em>tfap2e</em> sowie die Folgen der Depletion von <em>tfap2e</em> untersuchten wir in Zebrafischlarven mittels Morpholino knockdown, CRISPR-Cas9 knockout und Überexpressionsanalysen. Hierbei zeigte sich, dass die regelrechte Funktion von Neuralleistenzellen und neuronalen Zellpopulationen eingeschränkt wird und es hierdurch zu Fehlbildungen des ZNS und der kraniofazialen Strukturen kommt. Somit konnte der Phänotyp der untersuchten Individuen im Zebrafisch sehr nah repliziert werden. Diese Studie ist die erste Studie, die <em>TFAP2E</em> als mutmaßliches Krankheitsgen für Neurokristopathien beschreibt. Durch diese Studie können nun weitere Individuen mit monoallelischen Varianten in <em>TFAP2E</em> und ähnlichem Phänotyp identifiziert werden.