Vztah mezi mutacemi v genech pro MSX1 a PAX9 a agenezemi zubů v české populaci

BONCZEK, Ondřej, Přemysl KREJČÍ, Jan LOCHMAN, Omar ŠERÝ, Jan ŠTEMBÍREK, Pavlína ČERNOCHOVÁ, Jiří VANĚK and Ivan MÍŠEK. Vztah mezi mutacemi v genech pro MSX1 a PAX9 a agenezemi zubů v české populaci (The Relationship between MSX1 Gene Mutations and Tooth Agenesis in Czech Population). In Rutinní analýza nuklových kyselin molekulárně biologickými technikami, RANK 2013. 2013. ISBN 80-86895-28-9.

Basic information

• Original name: Vztah mezi mutacemi v genech pro MSX1 a PAX9 a agenezemi zubů v české populaci
• Name in Czech: Vztah mezi mutacemi v genech pro MSX1 a PAX9 a agenezemi zubů v české populaci
• Name (in English): The Relationship between MSX1 Gene Mutations and Tooth Agenesis in Czech Population
• Authors: BONCZEK, Ondřej (203 Czech Republic, belonging to the institution), Přemysl KREJČÍ (203 Czech Republic), Jan LOCHMAN (203 Czech Republic, belonging to the institution), Omar ŠERÝ (203 Czech Republic, guarantor, belonging to the institution), Jan ŠTEMBÍREK (203 Czech Republic), Pavlína ČERNOCHOVÁ (203 Czech Republic), Jiří VANĚK (203 Czech Republic) and Ivan MÍŠEK (203 Czech Republic).
• Edition: Rutinní analýza nuklových kyselin molekulárně biologickými technikami, RANK 2013, 2013.

Other information

• Original language: Czech
• Type of outcome: Conference abstract
• Field of Study: 30105 Physiology
• Country of publisher: Czech Republic
• Confidentiality degree: is not subject to a state or trade secret
• WWW: URL
• RIV identification code: RIV/00216224:14310/13:00065578
• Organization unit: Faculty of Science
• ISBN: 80-86895-28-9
• Keywords (in Czech): ageneze zubů; PAX9; MSX1; mutace
• Keywords in English: tooth agenesis; PAX9; MSX1; mutations

Abstract

Snížený počet zubů (hypodoncie) je nejčastější dědičnou poruchou lidské dentice. Vývoj zubu (odontogeneze) je velmi komplikovaný a komplexní proces, který zahrnuje souhru mezi ústním epitelem a buňkami přiléhajícího mezenchymu, které vycestovaly z neurální lišty. Tyto reciproké interakce jsou zprostředkovány více než 300 signálními molekulami, zahrnující Pax9, Msx1 a Axin2. Mutace v genech pro tyto tři regulační proteiny byly asociovány s izolovanou (nesyndromickou) formou hypodoncie. Msx1 (člen rodiny genů muscle segment homeobox) je transkripční represor, který obsahuje DNA-vázající homeodoménu, jež je schopna interagovat s ostatními členy transkripčního komplexu, včetně Pax9 (paired box 9). Jejich exprese byla identifikována pouze v dentálním mezenchymu. Cílem této práce bylo studium mutací exonových sekvencí genů pro MSX1 a PAX9. DNA pacientů byla izolována z krve nebo bukálních stěrů pomocí UltraClean BloodSpin DNA izolačního kitu (Mo-Bio) od více než 200 českých pacientů s různými typy agenezí zubů. Produkty PCR pro exony genu pro MSX1 byly připraveny pomocí modifikované polymerázy Kapa 2G Robust Hot Start (Kapa Biosystems) vzhledem k vysokému podílu GC oblastí v DNA sekvenci. Amplikony byly sekvenovány pomocí genetického analyzátoru ABI 3130 Prism (Life Technologies). Výsledné sekvence byly porovnány se standardními sekvencemi a mutace byly popsány z hlediska jejich možného vlivu na proteinovou strukturu. Byl identifikován nový polymorfizmus v genu pro MSX1, který způsobuje záměnu aminokyseliny Ala40Gly. Jak jsme v naší studii zjistili, tento polymorfizmus se objevuje jak u osob s hypodoncií, tak u kontrolních osob s plnou denticí. Dále byly nalezeny intronové polymorfizmy a exonové polymorfizmy a to jak v genu pro MSX1, tak PAX9, které nezpůsobují aminokyselinové záměny. Tyto změny v nukleotidové sekvenci nemají přímý vliv na proteinovou strukturu, ale mohou mít vliv na stabilitu a regulaci genové exprese.

Abstract (in English)

Reduced number of teeth (hypodontia) is the most prevalent familial malformation of human dentition. Tooth development (odontogenesis) is a very complicated and complex process that involves interplay between oral ectoderm and neural crest derived mesenchyme cell. These reciprocal interactions are mediated by more than 300 signaling molecules including Pax9, Msx1 and Axin2. Mutations in the genes for these three proteins were associated with isolated (non-syndromic) form of hypodontia. Msx1 (member of muscle segment genes family) is a transcriptional factor containing DNA-binding homeodomain that is able to interact with other members of transcriptional complex including Pax9 (Paired box 9). Their expressions were observed only in dental mesenchyme. The aim of this work was to study the both exons sequences of MSX1 and PAX9 genes. DNA from patients was isolated with UltraClean BloodSpin DNA Isolation Kit (Mo-Bio). Blood samples or buccal swabs from 200 Czech patients with various types of tooth agenesis were used for this purpose. PCR products for exons of MSX1 gene were prepared using Kapa 2G Robust Hot Start polymerase (Kapa Biosystems) because of the high content of GC bases in the gene sequence. Amplicons were sequenced with ABI 3130 Prism (Life Technologies). Finally, sequences were compared with standard sequences of the genes and mutations were described according their possible effect to the protein structure. We identified novel heterozygous MSX1 gene polymorphism that may cause amino acid substitutions Ala40Gly. This mutation was found in group of patients and also in control group. Furthermore, there were found some introns mutations and no amino acid change mutation in MSX1 and PAX9 genes. These changes in nucleotide structure of gene have no direct effect on protein structure but they could involve stability and regulations of gene expression.

Links

• NT11420, research and development project: Name: Molekulární diagnostika hypodoncie a možnosti zubních autotransplantací