Diag mol 2014 B

35

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diagnostica molecolare unifi

Transcript of Diag mol 2014 B

  • ANALISI POLIMORFISMI DNA

    Analisi di linkage -> esclusione di geni

  • Fenotipi di pazienti con osteogenesi imperfetta (OI)

    AR(poco comune)

    AD

    Deformita` da lieve a moderata.

    Variab. ritardo nella crescita; cifoscoliosi.

    In alc.casi

    +(50%)

    Bian-che

    +IV

    ADDeform. progress. delle ossa lunghe; deform. moder. alla nascita; statura bassa; marcata cifoscoliosi

    Rara+Blu alla nasci-ta

    ++III

    AD

    AR(rara)

    Letale nel periodo perinatale; costole piegate; deformita` marcate nelle ossa lunghe; platispondilia (vertebre appiattite)

    --Blu+++II

    ADStatura normale; niente o poche deformita`; tendenza a contusioni; ipermobilita` delle giunture.

    +(50%)

    RaraBlu+I

    Eredita`Altre caratt. clinichePerd. udito

    Dent. imperf.

    Sclere

    FrattureTipo

    Dip. Area Critica Medico Chirurgica,Firenze

  • OSTEOGENESIS IMPERFECTA

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  • Dip. Area Critica Medico Chirurgica,Firenze

  • I

    II

    III

    IV

    1 2

    5 63 4

    5 6

    1 2

    1 2

    1 2

    3 4

    3 4

    -/- -/+

    -/--/- -/- -/-

    -/-

    -/+-/+

    -/+ -/+-/+ -/+ -/+

    -/+ -/+ -/++/+

    Affected by OI

    ProbandDip. Area Critica Medico Chirurgica,Firenze

    Famiglia con Osteogenesi Imperfetta tipo IV dominante

    RFLP: COL1A2/EcoRI

    Famiglia A

  • Famiglia con Osteogenesi Imperfetta tipo IV dominante

    Famiglia B

    OI tipo I, dominante

    1 RFLP: COL1A2/EcoRI2 VNTR: COL1A2/(ACT)n3 RFLP: COL1A1/EcoRI4 VNTR: COL1A1/(GCC)n

    15/18 17/18

    I

    1234

    8/10-/++/+15/18

    1 2 3

    1 2

    8/10-/+-/+15/17

    9/10+/+-/-18/19

    I

    1234

    8/9-/+-/+15/18

    8/9-/+-/-17/18

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  • Dip. Area Critica Medico Chirurgica,Firenze

  • BETHLEM MYOPATHY

    1996

    By linkage analysis: association between Bethlem myopathy and a) COL6A1-COL6A2 on chromosome 21q 22.3 (Jobsis et al.,) b) COL6A3 on cromosome 2q37 (Speer et al.,)

    Detection of the two first mutations in COL6A1 and COL6A2 in three unrelated Dutch families (Jobsis et al.,)

    Detection of the first mutations in COL6A3 in a French-Canadian family (Pan et al.,)

    1998

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  • BETHLEM MYOPATHY

    Autosomal dominant inherited disease producing a mild neuromuscular disorder characterized by:

    Proximal skeletal muscle weakness and wasting

    Multiple joint contractures (neck, elbows, ankles and the interphalangeal finger joints)

    It has a slow, progressive benign course although some of the patients end up on a wheel chair after the age of 50

    Age of onset: from prenatal period to adulthood

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  • Dept. of Internal Medicine, Tor Vergata University, ROME-ITALY

    Bethlem miopathy

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  • RNA and DNA analysis in Bethlem myopathy

    Skin biopsyFibroblast cells cultureRNA extractionRT-PCR

    Heteroduplex analysisDirect sequencing

    Blood withdrawal

    Segregation analysisPCR amplification of single exons

    Genomic DNA extraction

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  • Immunofluorescence of fibroblasts of a Bethlem patient

    Cont

    rol

    B

    D C

    A

    Patien

    t

    Type I collagen Type VI collagen

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  • Northern

    Immunoprecipitation

    Northern and immunoprecipitation analysis

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  • C P C P C P C P

    Cell Medium

    1 2 3 4 5 6 7 8

    2( I )

    1( I )

    1( VI )

    C P

    3( VI )

    1( VI ) 2( VI )

    A B

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    Protein analysis

  • BETHLEM FAMILY BG:COL6A3 and COL6A2 gene exclusion

    I

    III

    IV

    II

    A3P1

    A2P1 A2P1

    1 2

    3 4 5

    6 8 9 10 11 12

    13 14 15 16 17 18

    13/18

    T/C 3/4

    18/18

    C/C 1/3

    13/18

    T/C 3/4

    13/18

    C/C 4/3

    14/17

    C/C 1/2

    7

    8/14

    C/C 2/5

    13/18

    C/C 4/1

    13/18

    C/C 4/1

    8/14

    C/C 2/2

    18/18

    T/C 3/1

    13/17

    C/C

    4/1

    13/14

    C/C

    4/1 13/14

    C/C

    1/2

    13/14

    C/C

    5/1

    14/18

    C/C

    2/4

    14/18

    C/C

    4/2

    affected

    A3P1 A2P1 A2P1

    A3P1 A2P1 A2P1

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  • Chromatograms from DHPLC analysis

    A - control B Ins 2 bp C SNS

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  • SITO DONATORE IN 5'

    SITO ACCETTORE IN 3'Centro Marfan,Firenze

  • Genomic DNA cDNA

    COL6A1 IVS3+1 G->A mutation activates a donor splice site inside Exon3 causing the deletion of 66 nts (in frame deletion)

    3 4

    GGG/gtgagt

    a

    CAA/gtactt (cryptic donor site)

    AG/gt agt C A

    g a

    Canonical site in mammals

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  • COL6A1 mutations

    7 6 8 8 6

    Genomic DNA cDNA

    gt ac (2)(1)

    14 13 15 15 13 gt ac (1)(6)

    3 4 g

    a (4)

    -66 14 6

    Ser

    X

    GlyArg

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  • MUTAZIONI DI SPLICING

    Mutazioni di tipo quantitativo

    50% 50%

    Centro Marfan,Firenze

    GT/AG

    Perdita di un esone interoRitenzione di un introne

    10%-50% 50%

    Mutazione negli altri nucleotididei siti donatori o accettori

    Attivazione di siti criptici esonici o intronici

    Totale Parziale

  • COL6A1 cDNA mutations

    14 13 15

    Genomic DNA

    12 11 10 9 8 IVS 8 IVS 14

    15 14 13 Normal cDNA 12 11 10 9 8

    15 8 MutatedcDNA 252nts in frame deletion

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  • Collagensstructure, function, and biosynthesis

    Centro Marfan,Firenze

  • Mutaz. in un allele

    2(I) 1(I)

    saranno presenti nel

    50% 75%

    Eterotrimerialterati

    Centro Marfan,Firenze

    Espressione diversa delle mutazioni in base alla struttura della molecola o alla sovrastruttura finale

  • Collagen VI mutations in Bethlem Myopathy

    N1 C1 C2 C

    1

    2

    N10 N9 N8 N7 N6 N5 N4 N3 N2 N1 C1 C2 C3 C5 C

    3 C4

    G1679E G2056R

    G271S(2)

    IVS3, +1GA, pdelEx3

    G305V IVS11, -1GA, PTC IVS14, +1GA, delEx14 (1+5)

    IVS14, +2TC, delEx14

    N1 C1 C2 C

    S348X

    G275R

    IVS7, +1GA, delEx7 (2)

    IVS7, +2AG, delEx7 K122R

    G341D

    D621N

    G341V

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  • Ullrich Scleroatonic Muscular Dystrophy

    Recessive congenital muscular distrophy (CMD) affecting connective tissue and muscle

    Proximal joint contractures

    Hyperextensibility of distal joints resembling Ehlers Danlos syndrome

    Consanguineity among unaffected parents

    Normal intelligence

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  • Dip. Area Critica Medico Chirurgica,Firenze

  • Dip. Area Critica Medico Chirurgica,Firenze

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  • COL6A2 Exon 18

    28nts del

    A Japanese patient with Ullrich scleroatonic muscular dystrophy

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  • Type VI collagen in the muscle of an Ullrich patient

    Co P Dip. Area Critica Medico Chirurgica,Firenze

  • A

    B

    C

    D

    E

    F

    Family B

    Fath

    er

    Mot

    her

    Aff

    ecte

    d so

    n

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  • Type VI Collageninteractions

    N10 N9 N8 N7 N6 N5 N4 N3 N2

    N1

    N1

    C1 C2TH

    C1 C2TH C4C3 C5

    C

    C

    C

    1(VI)

    2(VI)

    3(VI)

    NG2

    ?

    Perlecan/BM

    BG

    Undulin

    Decorin

    Fibronectin

    ColIV

    ColIMAGPwWF

    Hyaluronic Acid; Heparin)Dip. Area Critica Medico Chirurgica,Firenze

  • Type VI Collageninteractions

    N10 N9 N8 N7 N6 N5 N4 N3 N2

    N1

    N1

    C1 C2TH

    C1 C2TH C4C3 C5

    C

    C

    C

    1(VI)

    2(VI)

    3(VI)

    NG2

    ?

    Perlecan/BM

    BG

    Undulin

    Decorin

    Fibronectin

    ColIV

    ColIMAGPwWF

    Hyaluronic Acid; Heparin)Dip. Area Critica Medico Chirurgica,Firenze