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Charakterisierung genomischer Bruchpunkte innerhalb des MLL-Gens bei Leukämien im Kindesalter

Leis, Thomas


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Freie Schlagwörter (Deutsch): MLL-Gen , Leukämie , Kindesalter
Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Medizinisches Zentrum für Kinderheilkunde, Abteilung für pädiatrische Hämatologie und Onkologie des Klinikums
Fachgebiet: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin
Dokumentart: Dissertation
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 04.04.2001
Erstellungsjahr: 2001
Publikationsdatum: 05.06.2001
Kurzfassung auf Deutsch: Bei der malignen Transformation hämatopoetischer Zellen im Rahmen der Leukämie-Entstehung spielen chromosomale Translokationen
eine besondere Rolle. Ein bei Leukämien des Kindesalters häufig an solchen chromosomalen Translokationen beteiligter Genabschnitt ist
die Region 11q23 auf dem langen Arm des Chromosoms 11. Die weitaus größte Zahl dieser 11q23-Aberrationen betrifft dabei das
MLL-Gen. Translokationen des MLL-Gens führen zur Bildung chimärer Fusionsgene aus MLL-Anteilen und Partnergenanteilen. Der
genomische Bruchpunkt des MLL-Gens bei solchen Translokationen liegt in aller Regel in einer nur etwa 8,3 kb langen sog.
MLL-Bruchpunkt-Cluster-Region (MLL-BCR).


Zur Charakterisierung genomischer Bruchpunkte bei Kindern mit akuter Leukämie und Translokation des MLL-Gens wurde ein
Long-PCR-Verfahren etabliert, mit dem sowohl die gesamte MLL-Bruchpunkt-Cluster-Region als auch chimäre Fusionsgene aus
MLL-Anteilen und Partnergenanteilen amplifiziert werden konnten. Durch die Entwicklung eines hochauflösenden
Fragmentlängenanalyse-Verfahrens konnte der genomische Bruchpunkt innerhalb der chimären Long-PCR-Fragmente bis auf wenige
hundert Basenpaare eingegrenzt werden, so daß sich die DNA-Sequenz der Bruchpunktregion in der Regel mit einer einzigen
Sequenzierreaktion direkt ermitteln ließ.


Damit war es möglich, bei insgesamt 18 Proben mit einer Translokation t(4;11)(q21;q23), bei 6 Proben mit einer Translokation
t(9;11)(p22;q23) und bei einer Probe mit einer Translokation t(X;11)(q13;q23) den genomischen Bruchpunkt innerhalb des MLL-Gens zu
sequenzieren.


Die Lage und Verteilung der Bruchpunkte innerhalb der MLL-Bruchpunktregion wurde untersucht. Dabei zeigte sich eine eindeutige
Clusterbildung der Bruchpunkte in Intron 7 und am 3´-Ende von Intron 8. Für die Untergruppe der t(4;11)-positiven Proben war diese
Clusterbildung statistisch signifikant. In Intron 5, 9 und 10 fanden sich keine Bruchpunkte.


Um eine Beteiligung potentiell rekombinationsfördernder Elemente am Translokationsgeschehen zu untersuchen, wurde die Lage der
Bruchpunkte in der MLL-BCR mit der Lage von Alu-repetetiven Elemente, mit der Lage von Topoisomerase-II-Erkennungssequenzen und
mit der Lage von VDJ-Heptamer- und VDJ-Nonamer-Sequenzen korreliert. Es zeigte sich kein Hinweis auf eine ursächliche Beteiligung
einer aberranten Funktion des Topoisomerase-II- oder des VDJ-Rekombinase-Komplexes. Auch eine räumliche Assoziation zu
Alu-Repeats fand sich nicht.


Die Untersuchung der Feinstruktur beider reziproker Fusionsgene (Kooperation mit dem Lehrstuhl für Genetik der
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg) bei t(4;11)-positiven Proben erbrachte Hinweise auf eine Beteiligung zellulärer
DNA-Reparaturmechanismen nach multiplen DNA-Einzel- und Doppelstrangbrüchen an der Entstehung der chromosomalen Translokation
t(4;11) ('DNA-Damage-Repair-Modell', Martin Reichel et al., 1998, Esther Gillert et al., 1999).


Neben wichtigen Informationen zur Entstehung leukämie-assoziierter Chromosomenbrüche stellt die DNA-Bruchpunktsequenz für
Leukämiezellen einen hochspezifischen klonalen Marker dar, der sich sehr gut zum sensitiven Nachweis und zur Quantifizierung residualer
Leukämiezellen im Rahmen der Diagnostik der minimalen Resterkrankung eignet (MRD-Diagnostik).