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Journal of personalized medicine2022May26Vol.12issue(6)

ナノポアシーケンスによって決定される、ターナー症候群のX染色体上のDNAハイパーメチル化と特定のメチル化スペクトル

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文献タイプ:
  • Journal Article
概要
Abstract

Turner症候群(TS)の分子遺伝学的メカニズムは、まだ発見されていることを残しています。方法:TS(45x0)患者と年齢層のコントロール(46xxおよび46xy)が選択されました。TSを調査するために、Trio-Whole exomeシーケンス(Trio-WES)と組み合わせたナノポアシーケンスを初めて使用しました。結果:13人のTS(45x0)患者と8人のコントロールが登録されました。TRIO-WES分析では、X染色体(CHRX)欠失を除いて、病原性またはおそらく病原性変異体は見つかりませんでした。45x0および46xyのChrxの平均メチル化レベルとパターンは類似しており、46xxよりも有意に高かった(P = 2.22×10-16)。ハイパーメチル化と低メチル化の両方が、CPG島(CGI)、CGI_Shore、プロモーター、遺伝子ボディ、およびPAR1領域で検出されましたが、トランスポゾン元素の不活性化領域ではCHRXおよび高メチル化が優勢でした。合計125の差次的にメチル化された遺伝子は、それぞれ46xxと比較して45x0で同定されました。これには、それぞれ8および117の高メチル化および低メチル化遺伝子を含み、マイトファジー、DNA結合転写因子活性の調節などの濃縮条件があります。TS患者のメチル化プロファイルは、X染色体の数によって決定される場合があります。TSのメチル化のパターンは、ゲノムの安定性の維持と遺伝子発現の改善と正確に関連していた。差次的にメチル化された遺伝子/経路は、潜在的なエピジェネティックな調節を明らかにし、TSのより良い理解につながる可能性があります。

Turner症候群(TS)の分子遺伝学的メカニズムは、まだ発見されていることを残しています。方法:TS(45x0)患者と年齢層のコントロール(46xxおよび46xy)が選択されました。TSを調査するために、Trio-Whole exomeシーケンス(Trio-WES)と組み合わせたナノポアシーケンスを初めて使用しました。結果:13人のTS(45x0)患者と8人のコントロールが登録されました。TRIO-WES分析では、X染色体(CHRX)欠失を除いて、病原性またはおそらく病原性変異体は見つかりませんでした。45x0および46xyのChrxの平均メチル化レベルとパターンは類似しており、46xxよりも有意に高かった(P = 2.22×10-16)。ハイパーメチル化と低メチル化の両方が、CPG島(CGI)、CGI_Shore、プロモーター、遺伝子ボディ、およびPAR1領域で検出されましたが、トランスポゾン元素の不活性化領域ではCHRXおよび高メチル化が優勢でした。合計125の差次的にメチル化された遺伝子は、それぞれ46xxと比較して45x0で同定されました。これには、それぞれ8および117の高メチル化および低メチル化遺伝子を含み、マイトファジー、DNA結合転写因子活性の調節などの濃縮条件があります。TS患者のメチル化プロファイルは、X染色体の数によって決定される場合があります。TSのメチル化のパターンは、ゲノムの安定性の維持と遺伝子発現の改善と正確に関連していた。差次的にメチル化された遺伝子/経路は、潜在的なエピジェネティックな調節を明らかにし、TSのより良い理解につながる可能性があります。

The molecular genetic mechanism of Turner syndrome (TS) still leaves much to be discovered. Methods: TS (45X0) patients and age-matched controls (46XX and 46XY) were selected. The nanopore sequencing combined with trio-whole exome sequencing (trio-WES) were used for the first time to investigate TS. Results: Thirteen TS (45X0) patients and eight controls were enrolled. Trio-WES analysis did not find any pathogenetic or likely pathogenic variants except X chromosome (chrX) deletion. The average methylation levels and patterns of chrX in 45X0 and 46XY were similar, and significantly higher than in 46XX (p = 2.22 × 10-16). Both hyper-methylation and hypo-methylation were detected in the CpG island (CGI), CGI_shore, promoter, genebody, and PAR1-region, while in the transposon element inactivation regions of the chrX and hypermethylation were predominant. A total of 125 differentially methylated genes were identified in 45X0 compared to 46XX, including 8 and 117 hypermethylated and hypomethylated genes, respectively, with the enrichment terms of mitophagy, regulation of DNA-binding transcription factor activity, etc. Conclusions: The results suggest that the methylation profile in patients with TS might be determined by the number of X chromosomes; the patterns of methylation in TS were precisely associated with the maintenance of genomic stability and improvement of gene expression. Differentially methylated genes/pathways might reveal the potential epigenetic modulation and lead to better understanding of TS.

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