Opm. NTvN #6 `01 (Page 493)

P R O E F S C H R I F T B E S P R E K I N G
Neurofibromatosis type 1:
mutatiemechanismen en pseudogenen
soom 14. Deze gebeurtenis heeft zich op chromosoom 14 herhaald en het fragment is ‘overgehopt’
naar chromosoom 22. Tevens heeft op chromosoom
14 een deel van het fragment zich nog eens vermenigvuldigd, wat heeft geleid tot de aanwezigheid van
meerdere NF1 pseudogenen op dit chromosoom.
Samenvatting
Op 1 juni 2001 promoveerde Mw. drs. M. Luijten
op haar promotie-onderzoek getiteld ‘Neurofibromatosis type 1: Mutational Mechanisms
and Pseudogenes’ aan de Universiteit van
Amsterdam onder promotor Prof. dr. A.
Westerveld en co-promotor dr. T.J.M. Hulsebos.
Hieronder volg een samenvatting van de voornaamste bevindingen en conclusies uit haar
onderzoek.
(Ned Tijdschr Neurol 2001;6:493-494)
Hoge mutatieratio
Inleiding
Neurofibromatosis type 1 (NF1), ook wel bekend
als von Recklinghausen’s neurofibromatosis, is een
erfelijke ziekte die bij circa 1 op de 3000 mensen
voorkomt. Kenmerkende symptomen zijn caféau-lait vlekken, Lisch nodules (soort wratjes) op de
iris en meerdere goedaardige tumoren, zogeheten
neurofibromen. Het NF1 gen, beschadigd bij NF1
patiënten, ligt op de lange arm van chromosoom 17
en wordt beschouwd als een tumor suppressor gen.
NF1 Pseudogenen
In het humane genoom bevindt zich niet alleen het
functionele NF1 gen, maar tevens een groot aantal
NF1 pseudogenen. Tot op heden heeft men 17
varianten gevonden, en wel in de pericentromere
regio’s van de chromosomen 12, 14, 15, 18, 21 en 22,
en in regio q21 op chromosoom 2. Chromosoom
14 en 15 bevatten elk zes verschillende exemplaren.
In het onderzoek hebben wij ons geconcentreerd op
de NF1 pseudogenen gelegen op de chromosomen
2, 14 en 22. Deze pseudogenen worden beschouwd
als een subgroep, daar zij niet alleen een sterk gelijkende structuur, maar tevens een DNA sequentie
homologie van meer dan 95% vertonen. Deze
homologie bleek zich zelfs tot ver buiten de NF1
pseudogenen uit te strekken. Deze resultaten leidden
tot het volgende model. In de loop van de evolutie
heeft een zeer groot fragment DNA op chromosoom
2 zich gedupliceerd en is ‘overgehopt’ naar chromo-
N E D E R L A N D S
T I J D S C H R I F T
V O O R
De mutatieratio in NF1 is opmerkelijk hoog. Dit
houdt in dat opvallend veel NF1 patiënten worden
geboren uit gezonde ouders. De talrijke NF1 pseudogenen, aanwezig in het humane genoom, zouden
een mogelijke verklaring voor dit fenomeen kunnen
vormen. Pseudogenen vertonen een grote gelijkenis
met hun functionele gen, maar bevatten de nodige
mutaties. Mutaties in de NF1 pseudogenen zouden
tijdens de celdeling in het functionele NF1 gen
terecht komen via interchromosomale genconversie
(Figuur 1, op pagina 494). We hebben deze hypothese onderzocht door de mutaties aanwezig in de
NF1 pseudogenen te vergelijken met de mutaties
die tot nog toe gevonden zijn bij NF1 patiënten.
Slechts een klein percentage van de mutaties
gevonden bij NF1 patiënten bleek een pseudogen
equivalent te hebben. Bovendien werd in de directe
nabijheid van elk pseudogen equivalent tenminste
één extra mutatie gevonden, welke geen van allen
bekend staan als mutaties die leiden tot de ziekte
NF1. Genconversie lijkt derhalve niet betrokken
te zijn bij het ontstaan van NF1. Men moet echter
wel rekening houden met het feit dat nog niet alle
mutaties bekend zijn die NF1 kunnen veroorzaken.
Verder zal de volledige opheldering van de sequentie
van het humane genoom uitwijzen of reeds alle
NF1 pseudogenen gevonden zijn.
Mutatiemechanismen
De eigenschap ‘tumor suppressor gen’ houdt in dat
beide kopieën van het NF1 gen uitgeschakeld
moeten zijn, wil er een tumor kunnen ontstaan.
Theoretisch kan dit op verschillende manieren gebeuren. Voor het NF1 gen heeft men echter tot op
heden van slechts twee mechanismen bewezen dat
ze het gen daadwerkelijk uitschakelen: mutatie van
de DNA sequentie van het NF1 gen en (partiële)
N E U R O L O G I E
NR.
6 - 2001
493
Figuur 1. Mutatie in een gen door interchromosomale genconversie.
deletie van het NF1 gen. Naast interchromosomale
genconversie hebben wij nog twee nieuwe potentiële
mechanismen onderzocht: hypermethylering van
de promoter van het NF1 gen en instabiliteit van
het genoom. In vitro experimenten hadden reeds
laten zien dat hypermethylering van de NF1 promoter in principe zou kunnen leiden tot het uitschakelen van het NF1 gen. Analyse van een reeks
neurofibromen en een aantal zogeheten ‘malignant
peripheral nerve sheath tumors’ laat echter zien dat
dit mechansime in de praktijk niet optreedt.
In het humane genoom is een bepaalde set genen
verantwoordelijk voor herstel van fouten die ontstaan in het DNA. Als deze specifieke genen niet
meer functioneren, worden fouten in het DNA
dus niet meer hersteld en ontstaat er genomische
instabiliteit. Dit heeft mede tot gevolg dat genen
blijvend beschadigd raken. Ook dit mechanisme
lijkt echter geen rol spelen bij het uitschakelen van
het NF1 gen.
Conclusies
Het aantal mechanismen dat optreedt als oorzaak
van het ontstaan van NF1 is zeer beperkt. Wellicht
dat de bijdrage van mutatie van het NF1 gen nu
494
NR.
6 - 2001
nog onderschat wordt als oorzakelijk mechanisme.
Daarnaast blijken grote fragmenten DNA door
het genoom ‘gehopt’ te zijn. Toekomstig onderzoek zal moeten uitwijzen hoe dit proces precies
verloopt en of aan dit fenomeen een functie valt
toe te schrijven.
Correspondentie-adres promovenda:
Mw. Dr. M. Luijten, wetenschappelijk
onderzoeker
Rijksinstituut voor Volksgezondheid en
Milieu
Postbus 1
3720 BA Bilthoven
Tel: 030 - 2749111
E-mail: [email protected]
N E D E R L A N D S
T I J D S C H R I F T
V O O R
N E U R O L O G I E