Eine hypofunktionelle Mutation in der Polynukleotid-Phosphorylase führt zu einer autosomal-rezessiven nicht-syndromalen Hörstörung

Hörstörungen sind beim Menschen mit einer Prävalenz von 1 bis 2 auf 1000 Neugeborene die häufigste Erkrankung der Sinnesorgane. Kongenitale Hörstörungen können sowohl genetische als auch umweltbedingte Ursachen haben, wobei in Industrieländern mindestens 50-60% der Fälle frühkindlicher Taubheit auf eine genetische Ursache zurückzuführen sind. Im Rahmen dieser Arbeit sollte der ursächliche Gendefekt identifiziert werden, der in einer konsanguinen marokkanischen Familie für eine nicht-syndromale Form autosomal-rezessiver Hörstörung verantwortlich ist. In der untersuchten Familie sind drei Kinder von Geburt an taub, die Eltern und drei weitere Kinder sind nicht betroffen. Nachdem Mutationen in GJB2, dem häufigsten Taubheitsgen, ausgeschlossen werden konnten, wurde anhand der acht Familienmitglieder eine genomweite Kopplungsanalyse durchgeführt. Diese ergab einen putativ gekoppelten Locus mit einem LOD-Score von 2,7 auf Chromosom 2 und einen weiteren mit einem LOD-Score von 1,5 auf Chromosom 12. Durch die Analyse von zusätzlichen Mikrosatelliten-Markern konnte, da betroffene Individuen nicht den gleichen Haplotypen aufwiesen, der Locus auf Chromosom 12 ausgeschlossen werden. Die Kopplung des Locus auf Chromosom 2 hingegen konnte bestätigt werden. Diese Kandidatengenregion, die durch die Mikrosatellitenmarker D2S119 und D2S378 begrenzt wird, wurde entsprechend der Nomenklatur für autosomal-rezessive Taubheitsloci DFNB70 benannt und ist auf der Hereditary Hearing Loss Homepage registriert. Der DFNB70-Locus umfasst 13,2 Megabasen mit 49 annotierten Genen. Durch direktes Sequenzieren der kodierenden Exons und angrenzenden Spleiß-Stellen aller Gene innerhalb der gekoppelten Region wurde bei betroffenen Individuen eine einzelne homozygote nicht-annotierte Missense-Veränderung in dem Gen PNPT1 identifiziert. Der Austausch von Adenin nach Guanin an der Nukleotidposition 1424 (c.1424A>G) in PNPT1 hat auf Proteinebene eine Substitution von Glutaminsäure zu Glycin (p.E475G) zur Folge. Weder in mehr als 400 gesunden Kontrollindividuen unterschiedlicher ethnischer Herkunft noch in Datenbanken wie dbSNP oder dem Exome Variant Server konnte diese Mutation gefunden werden, wodurch ausgeschlossen werden konnte, dass es sich um einen häufigen Polymorphismus handelt. Die Polynukleotid-Phosphorylase (PNPase), die von PNPT1 kodiert wird, ist ein evolutionär hochkonserviertes Protein, das in Bakterien am RNA-Metabolismus beteiligt ist. Bei Säugetieren ist die PNPase im Intermembranraum von Mitochondrien lokalisiert und stellt das bisher einzig bekannte Protein dar, das den Import von RNAs in Mitochondrien vermittelt. Dieser Prozess ist sowohl für die Replikation als auch für die Transkription des mitochondrialen Genoms notwendig. Die kodierende Sequenz des PNPT1-Orthologs im Zebrafisch, welches bis dato nicht annotiert gewesen ist, konnte vollständig identifiziert und kloniert werden. Mittels in situ Hybridisierung konnte die Expression von PNPT1 in frühen Entwicklungsstadien des Zebrafisches aufgeklärt werden. Vergleichbar mit der embryonalen Letalität der bereits beschriebenen PNPT1-Knockout-Maus führte ein Morpholino-Knockdown des PNPT1-Gens zu schweren Störungen der frühen Zebrafischentwicklung. Sowohl für die Maus als auch für den Zebrafisch scheint die Funktion der PNPase von essentieller Bedeutung zu sein. Der immunhistochemische Nachweis der PNPase in der murinen Cochlea konnte deren Expression in dem betroffenen Organ, darunter insbesondere in den Haarzellen und in den Neuronen der Spiral- bzw. Vestibularganglien, belegen. In vitro Analysen in Bakterien, in der Hefe und in Säugetierzellen ergaben, dass die E475G Mutation ein hypofunktionelles Allel darstellt. In Komplementationsversuchen konnte z.B. gezeigt werden, dass exogen exprimierte bakterielle Wildtyp-PNPase das Wachstumsdefizit eines PNPase defizienten E. coli-Stämms signifikant besser ausgleichen konnte, als die entsprechende PNPase-Mutante. Sowohl in der Hefe als auch in Säugetierzellen sind die Trimerisierung der PNPase und der mitochondriale RNA-Import der RNase P RNA durch die E475G-Mutation beeinträchtigt. Der verringerte Import der RNase P RNA hat vermutlich zur Folge, dass die Prozessierung mitochondrialer Transkripte durch die RNase P gestört ist, wodurch es zu einer Akkumulation von unprozessierten Transkripten in der mitochondrialen Matrix kommen würde. Ähnlich wie durch Mutationen in mitochondrialen Genen, die bekanntermaßen zu Hörstörungen führen können, könnte die Akkumulation dieser Transkripte eine Erklärung für die Taubheit in der untersuchten Familie sein. Zusammenfassend konnte erstmalig gezeigt werden, dass eine beeinträchtigte Funktion der PNPase mit wahrscheinlich reduziertem mitochondrialen RNA-Import zu einer erblichen Hörstörung beim Menschen führen kann

Comparison of Physical Properties of Untreated and Heat Treated Beech and Hornbeam

Istraživanjem fizikalnih svojstava toplinski obrađene bukovine i grabovine utvrđeno je da je njihova srednja vrijednost manja i signifikantno se razlikuje od srednjih vrijednosti fizikalnih svojstava neobrađene bukovine i grabovine. Srednja vrijednost gustoće u apsolutno suhom stanju toplinski obrađene bukovine manja je za 8,5 % od neobrađene, a za grabovinu je ona manja za 7,5 %. Smanjenje srednjih vrijednosti maksimalnih utezanja toplinski obrađene bukovine i grabovine u odnosu prema neobrađenoj još je veće. Maksimalno radijalno utezanje toplinski obrađene bukovine manje je za 7 %, maksimalno tangencijalno utezanje za 23,5 %, a maksimalno volumno utezanje za 19,3 % od istih fizikalnih svojstava neobrađene bukovine. Toplinski obrađena grabovina ima srednju vrijednost maksimalnoga radijalnog utezanja za 123 %, maksimalnoga tangencijalnog utezanja za 86 % i maksimalnoga volumnog utezanja za 99,5 % manju od istih fizikalnih svojstava neobrađene grabovine. Takvim smanjenjem maksimalnih utezanja u radijalnome i tangencijalnom smjeru toplinskom obradom grabovina postaje znatno prihvatljivija za izradu proizvoda za koje je važna dimenzionalna stabilnost.The investigation of physical properties of heat treated beech wood and hornbeam wood found that their average value is lower and significantly different from average values of physical properties of untreated beech wood and hornbeam wood. The average value of density in absolutely dry condition of heat treated beech wood is smaller by 8.5% from the untreated, and the hornbeam wood is smaller by 7.5%. Reduction of average values of maximum shrinkage of heat treated beech wood and hornbeam wood is even bigger in relation to the untreated wood. Maximum radial shrinkage of heat treated beech wood is smaller by 7%, maximum tangential shrinkage by 23.5% and maximum volumetric shrinkage by 19.3% compared to the same physical properties of untreated beech wood. Heat treated hornbeam wood has an average value of maximum radial shrinkage smaller by 123%, maximum tangential shrinkage by 86% and maximum volume shrinkage by 99.5% compared to the same physical properties of untreated hornbeam wood. With such reduction in the maximum shrinkage in radial and tangential direction using heat treatment, hornbeam becomes particulary suitable for making products where dimensional stability is important

Biallelic mutations in l-dopachrome tautomerase (DCT) cause infantile nystagmus and oculocutaneous albinism

Infantile nystagmus syndrome (INS) denominates early-onset, involuntary oscillatory eye movements with different etiologies. Nystagmus is also one of the symptoms in oculocutaneus albinism (OCA), a heterogeneous disease mainly caused by defects in melanin synthesis or melanosome biogenesis. Dopachrome tautomerase (DCT, also called TYRP2) together with tyrosinase (TYR) and tyrosin-related protein 1 (TYRP1) is one of the key enzymes in melanin synthesis. Although DCT ' s role in pigmentation has been proven in different species, until now only mutations in TYR and TYRP1 have been found in patients with OCA. Detailed ophthalmological and orthoptic investigations identified a consanguineous family with two individuals with isolated infantile nystagmus and one family member with subtle signs of albinism. By whole-exome sequencing and segregation analysis, we identified the missense mutation c.176G > T (p.Gly59Val) in DCT in a homozygous state in all three affected family members. We show that this mutation results in incomplete protein maturation and targeting in vitro compatible with a partial or total loss of function. Subsequent screening of a cohort of patients with OCA (n = 85) and INS (n = 25) revealed two heterozygous truncating mutations, namely c.876C > A (p.Tyr292*) and c.1407G > A (p.Trp469*), in an independent patient with OCA. Taken together, our data suggest that mutations in DCT can cause a phenotypic spectrum ranging from isolated infantile nystagmus to oculocutaneous albinism

Shoulder replacement surgery for osteoarthritis and rotator cuff tear arthropathy

This is a protocol for a Cochrane Review (Intervention). The objectives are as follows: To determine the benefits and harms of shoulder arthroplasty in adults with osteoarthritis (OA) of the shoulder, including rotator cuff tear arthropathy (RCTA).</p

A Mutation in PNPT1, Encoding Mitochondrial-RNA-Import Protein PNPase, Causes Hereditary Hearing Loss

A subset of nuclear-encoded RNAs has to be imported into mitochondria for the proper replication and transcription of the mitochondrial genome and, hence, for proper mitochondrial function. Polynucleotide phosphorylase (PNPase or PNPT1) is one of the very few components known to be involved in this poorly characterized process in mammals. At the organismal level, however, the effect of PNPase dysfunction and impaired mitochondrial RNA import are unknown. By positional cloning, we identified a homozygous PNPT1 missense mutation (c.1424A>G predicting the protein substitution p.Glu475Gly) of a highly conserved PNPase residue within the second RNase-PH domain in a family affected by autosomal-recessive nonsyndromic hearing impairment. In vitro analyses in bacteria, yeast, and mammalian cells showed that the identified mutation results in a hypofunctional protein leading to disturbed PNPase trimerization and impaired mitochondrial RNA import. Immunohistochemistry revealed strong PNPase staining in the murine cochlea, including the sensory hair cells and the auditory ganglion neurons. In summary, we show that a component of the mitochondrial RNA-import machinery is specifically required for auditory function

Mutations in TPRN cause a progressive form of autosomal-recessive nonsyndromic hearing loss.

Contains fulltext : 89417.pdf (publisher's version ) (Closed access)We performed genome-wide homozygosity mapping in a large consanguineous family from Morocco and mapped the autosomal-recessive nonsyndromic hearing loss (ARNSHL) in this family to the DFNB79 locus on chromosome 9q34. By sequencing of 62 positional candidate genes of the critical region, we identified a causative homozygous 11 bp deletion, c.42_52del, in the TPRN gene in all seven affected individuals. The deletion is located in exon 1 and results in a frameshift and premature protein truncation (p.Gly15AlafsX150). Interestingly, the deleted sequence is part of a repetitive and CG-rich motive predicted to be prone to structural aberrations during crossover formation. We identified another family with progressive ARNSHL linked to this locus, whose affected members were shown to carry a causative 1 bp deletion (c.1347delG) in exon 1 of TPRN. The function of the encoded protein, taperin, is unknown; yet, partial homology to the actin-caping protein phostensin suggests a role in actin dynamics