Nanopore-Sequenzierung hilft bei der Aufklärung der Ursache einer erblichen Epilepsie

In Deutschland leben rund 4 Millionen Patienten mit einer seltenen Erkrankung. Die Aufklärung dieser meist erblich bedingten Erkrankungen wurde durch die Hochdurchsatzsequenzierung (Next-Generation Sequencing (NGS)) in den letzten Jahren erheblich verbessert. Ärzten und Naturwissenschaftlern aus Essen, Aachen, Köln, Frankfurt, Marburg, Berlin, Australien, Frankreich, Kanada und den Niederlanden ist es unter Federführung von Prof. Christel Depienne gelungen, die Ursache einer erblichen Form der Epilepsie aufzuklären. Das Besondere hierbei ist, dass die Ursache für die Erkrankung nicht wie bei vielen Erbkrankheiten in den Genen und den daraus entstehenden Eiweißbausteinen selbst, sondern in sogenannten nicht-kodierenden Bereichen des Genoms liegt. Über die Funktion dieser Abschnitte ist bislang nur sehr wenig bekannt. Der Epilepsie liegt dabei ein interessanter Mechanismus zugrunde, bei dem sich nicht-kodierende Wiederholungseinheiten, sogenannte Repeats, im Genom der Patienten verlängerten. Repeats bestehen aus meist kurzen, 2-6 DNA-Basen langen Sequenzeinheiten, die sich wiederholen, aber eine bestimmte Länge in der Regel nicht überschreiten. Bei den im Rahmen der Studie untersuchten Patienten mit Epilepsie stieg die Anzahl der Repeats im nicht-kodierenden Bereich des MARCH6 Gens von durchschnittlich 12 auf über 800-1000 Wiederholungen an. Solche repetitiven Elemente des Genoms waren mit den gängigen Next-Generation Sequenzierungstechniken aufgrund ihrer Länge bislang kaum zugänglich. Bei der Entschlüsselung der Erkrankung half die am Institut für Humangenetik an der Uniklinik RWTH Aachen etablierte Nanopore-Sequenzierung, ein Hochdurchsatzsequenzierungsverfahren der dritten Generation, die verlängerten Abschnitte in der Erbinformation der Patienten zu erkennen und somit den Krankheitsmechanismus zu entschlüsseln.

Originalarbeit in Nature Communications: https://www.nature.com/articles/s41467-019-12763-9

Unstable TTTTA/TTTCA expansions in MARCH6 are associated with Familial Adult Myoclonic Epilepsytype 3. Florian RT, Kraft F, […], Giesselmann S, […], Kurth I, […], Depienne C. Nat Commun. 2019 Oct 29;10(1):4919. doi: 10.1038/s41467-019-12763-9.

Kontakt:
Dr. Florian Kraft, Prof. Ingo Kurth