Mechanistische Analysen zu Krankheits-korrelierten SNPs in ...

2 Einleitung
Patienten
Kontroll-Personen
DNA-Sequenzen
DNA-Sequenzen
Variationen in DNA-Sequenzen
krankheits-assoziierte
genetische Variationen
Abbildung 2.2: GWAS-Prinzip.
Die sich ständig weiterentwickelnde Technologie des Next Generation Sequencing ermöglicht
die dafür notwendigen Hochdurchsatz-Sequenzierungen, die in zunehmend kürzerer
Zeit und mit deutlich geringerem finanziellen Aufwand durchgeführt werden können [8]. Derzeit
ist bei kompletter Sequenzierung von >10 Humangenomen über Anbieter wie Complete
Genomics oder Illumina mit Kosten von etwa 5.000 C pro Genom und einer Bearbeitungszeit
von 8-12 Wochen zu rechnen 1 . Anschließend erfolgt die Auswertung unter Verwendung bioinformatischer
und statistischer Methoden. Nach der Identifikation einer Region als Risiko-
Lokus sind detaillierte Analysen aller genetischen Varianten zur Ermittlung der entsprechend
kausalen Variante(n) notwendig, um deren Beitrag zur Krankheitsprädisposition zu bestimmen
und deren Rolle in funktionellen Signalwegen aufzuklären [9].
2.4 Single Nucleotide Polymorphisms - SNPs
Mit etwa 90 % der humanen DNA-Polymorphismen stellen Single Nucleotide Polymorphisms
(SNPs) den quantitativ größten Anteil der Variationen im menschlichen Genom dar [10, 11].
Sie treten durchschnittlich alle 100-300 Basen auf (dbNCBI). Ihr Auftreten steht jedoch
scheinbar unter strenger evolutionärer Kontrolle, da die Anzahl an SNPs in funktionellen
Regionen niedriger als in Regionen mit geringerer genomischer Sequenz-Konservierung ist
[12, 13].
Für die funktionellen Auswirkungen von SNPs sind verschiedenste Szenarien denkbar,
etwa durch Änderungen der Aminosäuresequenz, die zu einer Einschränkung oder Verstärkung
von Bindungseigenschaften und Funktionsweisen führen können. SNPs außerhalb der
kodierenden Region können einen entscheidenden Einfluss auf regulatorischer Ebene der
Genexpression ausüben. Eine Lokalisation in Introns kann z.B. zu einem veränderten Splicing
führen. SNPs in 3’-UTRs können durch Veränderung der Polyadenylierung oder regulatorischen
Protein-RNA bzw. RNA-RNA-Interaktionen mit der mRNA-Stabilität und Translation
interferieren [14].
1 persönliche Mitteilung von Herrn Gradel, Kundendienstmitarbeiter der Eurofins MWG GmbH, am 06.06.2012
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