Binnen FSHD1 zijn er zeer veel mogelijke interventieplaatsen voor doelgerichte therapie ter hoogte van de epigenetica, het DNA en RNA. Het onderzoek van targeted therapie voor FSHD1 heeft de laatste jaren sterke vooruitgang gemaakt door nieuwe inzichten in de genetische en epigenetische achtergrond van de aandoening. Heel wat mogelijke interventieplaatsen zijn
45
geïdentificeerd. Het in vitro en in vivo testen van deze interventieplaatsen is tot nu toe beperkt gebleven. Deze masterproef biedt een overzicht van elk van deze interventieplaatsen met de bestaande resultaten op vlak van effectiviteit en veiligheid. We geven tevens aan waar de gegevens tekortschieten en verder onderzoek aangewezen is. De recente ontwikkeling van levensvatbare transgene muismodellen die representatief zijn voor FSHD werpen nieuwe mogelijkheden op en brengen klinische trials een stap dichter.
46 1. Statland J, Tawil R. Facioscapulohumeral muscular dystrophy. Neurologic clinics. 2014;32(3):721- 8, ix.
2. Gatica LV, Rosa AL. A complex interplay of genetic and epigenetic events leads to abnormal expression of the DUX4 gene in facioscapulohumeral muscular dystrophy. Neuromuscular disorders : NMD. 2016;26(12):844-52.
3. Vanderplanck C, Tassin A, Ansseau E, Charron S, Wauters A, Lancelot C, et al. Overexpression of the double homeodomain protein DUX4c interferes with myofibrillogenesis and induces clustering of myonuclei. Skeletal muscle. 2018;8(1):2.
4. Mul K, Lassche S, Voermans NC, Padberg GW, Horlings CG, van Engelen BG. What's in a name? The clinical features of facioscapulohumeral muscular dystrophy. Practical neurology. 2016;16(3):201-7.
5. Karceski S. Diagnosis and treatment of facioscapulohumeral muscular dystrophy: 2015 guidelines. Neurology. 2015;85(4):e41-3.
6. Tawil R, Kissel JT, Heatwole C, Pandya S, Gronseth G, Benatar M. Evidence-based guideline summary: Evaluation, diagnosis, and management of facioscapulohumeral muscular dystrophy: Report of the Guideline Development, Dissemination, and Implementation Subcommittee of the American Academy of Neurology and the Practice Issues Review Panel of the American Association of Neuromuscular & Electrodiagnostic Medicine. Neurology. 2015;85(4):357-64.
7. Wang LH, Friedman SD, Shaw D, Snider L, Wong CJ, Budech CB, et al. MRI-informed muscle biopsies correlate MRI with pathology and DUX4 target gene expression in FSHD. Human molecular genetics. 2019;28(3):476-86.
8. Jones TI, Chen JC, Rahimov F, Homma S, Arashiro P, Beermann ML, et al. Facioscapulohumeral muscular dystrophy family studies of DUX4 expression: evidence for disease modifiers and a quantitative model of pathogenesis. Human molecular genetics. 2012;21(20):4419-30.
9. Snider L, Geng LN, Lemmers RJ, Kyba M, Ware CB, Nelson AM, et al. Facioscapulohumeral dystrophy: incomplete suppression of a retrotransposed gene. PLoS genetics. 2010;6(10):e1001181. 10. De Iaco A, Planet E, Coluccio A, Verp S, Duc J, Trono D. DUX-family transcription factors regulate zygotic genome activation in placental mammals. Nat Genet. 2017;49(6):941-5.
11. Bosnakovski D, Toso EA, Hartweck LM, Magli A, Lee HA, Thompson ER, et al. The DUX4 homeodomains mediate inhibition of myogenesis and are functionally exchangeable with the Pax7 homeodomain. Journal of cell science. 2017;130(21):3685-97.
12. Mitsuhashi H, Ishimaru S, Homma S, Yu B, Honma Y, Beermann ML, et al. Functional domains of the FSHD-associated DUX4 protein. Biology open. 2018;7(4).
13. Geng LN, Yao Z, Snider L, Fong AP, Cech JN, Young JM, et al. DUX4 activates germline genes, retroelements, and immune mediators: implications for facioscapulohumeral dystrophy. Developmental cell. 2012;22(1):38-51.
14. Young JM, Whiddon JL, Yao Z, Kasinathan B, Snider L, Geng LN, et al. DUX4 binding to retroelements creates promoters that are active in FSHD muscle and testis. PLoS genetics. 2013;9(11):e1003947.
15. Bou Saada Y, Dib C, Dmitriev P, Hamade A, Carnac G, Laoudj-Chenivesse D, et al.
Facioscapulohumeral dystrophy myoblasts efficiently repair moderate levels of oxidative DNA damage. Histochemistry and cell biology. 2016;145(4):475-83.
16. Dmitriev P, Bou Saada Y, Dib C, Ansseau E, Barat A, Hamade A, et al. DUX4-induced constitutive DNA damage and oxidative stress contribute to aberrant differentiation of myoblasts from FSHD patients. Free radical biology & medicine. 2016;99:244-58.
17. Knopp P, Krom YD, Banerji CR, Panamarova M, Moyle LA, den Hamer B, et al. DUX4 induces a transcriptome more characteristic of a less-differentiated cell state and inhibits myogenesis. Journal of cell science. 2016;129(20):3816-31.
18. Elfride de Baere BM. de cel IV: genetica 2017.
19. Casa V, Runfola V, Micheloni S, Aziz A, Dilworth FJ, Gabellini D. Polycomb repressive complex 1 provides a molecular explanation for repeat copy number dependency in FSHD muscular dystrophy. Human molecular genetics. 2017;26(4):753-67.
47 20. Ansseau E, Domire JS, Wallace LM, Eidahl JO, Guckes SM, Giesige CR, et al. Aberrant splicing in transgenes containing introns, exons, and V5 epitopes: lessons from developing an FSHD mouse model expressing a D4Z4 repeat with flanking genomic sequences. PloS one. 2015;10(3):e0118813. 21. Ansseau E, Vanderplanck C, Wauters A, Harper SQ, Coppee F, Belayew A. Antisense
Oligonucleotides Used to Target the DUX4 mRNA as Therapeutic Approaches in FaciosScapuloHumeral Muscular Dystrophy (FSHD). Genes. 2017;8(3).
22. Peart N, Wagner EJ. A distal auxiliary element facilitates cleavage and polyadenylation of Dux4 mRNA in the pathogenic haplotype of FSHD. Human genetics. 2017;136(9):1291-301.
23. Lemmers RJ, van der Vliet PJ, Klooster R, Sacconi S, Camano P, Dauwerse JG, et al. A unifying genetic model for facioscapulohumeral muscular dystrophy. Science. 2010;329(5999):1650-3.
24. Marsollier AC, Ciszewski L, Mariot V, Popplewell L, Voit T, Dickson G, et al. Antisense targeting of 3' end elements involved in DUX4 mRNA processing is an efficient therapeutic strategy for
facioscapulohumeral dystrophy: a new gene-silencing approach. Human molecular genetics. 2016;25(8):1468-78.
25. Marsollier AC, Joubert R, Mariot V, Dumonceaux J. Targeting the Polyadenylation Signal of Pre- mRNA: A New Gene Silencing Approach for Facioscapulohumeral Dystrophy. International journal of molecular sciences. 2018;19(5).
26. Hiramuki Y, Tapscott SJ. Identification of SMCHD1 domains for nuclear localization, homo- dimerization, and protein cleavage. Skeletal muscle. 2018;8(1):24.
27. de Greef JC, Lemmers RJ, van Engelen BG, Sacconi S, Venance SL, Frants RR, et al. Common epigenetic changes of D4Z4 in contraction-dependent and contraction-independent FSHD. Human mutation. 2009;30(10):1449-59.
28. Nguyen K, Puppo F, Roche S, Gaillard MC, Chaix C, Lagarde A, et al. Molecular combing reveals complex 4q35 rearrangements in Facioscapulohumeral dystrophy. Human mutation. 2017;38(10):1432- 41.
29. de Greef JC, Krom YD, den Hamer B, Snider L, Hiramuki Y, van den Akker RFP, et al. Smchd1 haploinsufficiency exacerbates the phenotype of a transgenic FSHD1 mouse model. Human molecular genetics. 2018;27(4):716-31.
30. Haynes P, Bomsztyk K, Miller DG. Sporadic DUX4 expression in FSHD myocytes is associated with incomplete repression by the PRC2 complex and gain of H3K9 acetylation on the contracted D4Z4 allele. Epigenetics & chromatin. 2018;11(1):47.
31. Zeng W, de Greef JC, Chen YY, Chien R, Kong X, Gregson HC, et al. Specific loss of histone H3 lysine 9 trimethylation and HP1gamma/cohesin binding at D4Z4 repeats is associated with
facioscapulohumeral dystrophy (FSHD). PLoS genetics. 2009;5(7):e1000559.
32. Snider L, Asawachaicharn A, Tyler AE, Geng LN, Petek LM, Maves L, et al. RNA transcripts, miRNA-sized fragments and proteins produced from D4Z4 units: new candidates for the pathophysiology of facioscapulohumeral dystrophy. Human molecular genetics. 2009;18(13):2414-30.
33. Cabianca DS, Casa V, Bodega B, Xynos A, Ginelli E, Tanaka Y, et al. A long ncRNA links copy number variation to a polycomb/trithorax epigenetic switch in FSHD muscular dystrophy. Cell.
2012;149(4):819-31.
34. Lim JW, Snider L, Yao Z, Tawil R, Van Der Maarel SM, Rigo F, et al. DICER/AGO-dependent epigenetic silencing of D4Z4 repeats enhanced by exogenous siRNA suggests mechanisms and therapies for FSHD. Human molecular genetics. 2015;24(17):4817-28.
35. Himeda CL, Jones TI, Virbasius CM, Zhu LJ, Green MR, Jones PL. Identification of Epigenetic Regulators of DUX4-fl for Targeted Therapy of Facioscapulohumeral Muscular Dystrophy. Molecular therapy : the journal of the American Society of Gene Therapy. 2018;26(7):1797-807.
36. Himeda CL, Debarnot C, Homma S, Beermann ML, Miller JB, Jones PL, et al. Myogenic enhancers regulate expression of the facioscapulohumeral muscular dystrophy-associated DUX4 gene. Molecular and cellular biology. 2014;34(11):1942-55.
37. Wallace LM, Liu J, Domire JS, Garwick-Coppens SE, Guckes SM, Mendell JR, et al. RNA interference inhibits DUX4-induced muscle toxicity in vivo: implications for a targeted FSHD therapy. Molecular therapy : the journal of the American Society of Gene Therapy. 2012;20(7):1417-23.
48 38. Wallace LM, Saad NY, Pyne NK, Fowler AM, Eidahl JO, Domire JS, et al. Pre-clinical Safety and Off-Target Studies to Support Translation of AAV-Mediated RNAi Therapy for FSHD. Molecular therapy Methods & clinical development. 2018;8:121-30.
39. Zhang Y, King OD, Rahimov F, Jones TI, Ward CW, Kerr JP, et al. Human skeletal muscle xenograft as a new preclinical model for muscle disorders. Human molecular genetics. 2014;23(12):3180- 8.
40. Eidahl JO, Giesige CR, Domire JS, Wallace LM, Fowler AM, Guckes SM, et al. Mouse Dux is myotoxic and shares partial functional homology with its human paralog DUX4. Human molecular genetics. 2016;25(20):4577-89.
41. Bosnakovski D, Chan SSK, Recht OO, Hartweck LM, Gustafson CJ, Athman LL, et al. Muscle pathology from stochastic low level DUX4 expression in an FSHD mouse model. Nature communications. 2017;8(1):550.
42. Giesige CR, Wallace LM, Heller KN, Eidahl JO, Saad NY, Fowler AM, et al. AAV-mediated follistatin gene therapy improves functional outcomes in the TIC-DUX4 mouse model of FSHD. JCI Insight. 2018;3(22).
43. Jones T, Jones PL. A cre-inducible DUX4 transgenic mouse model for investigating facioscapulohumeral muscular dystrophy. PloS one. 2018;13(2):e0192657.
44. Krom YD, Thijssen PE, Young JM, den Hamer B, Balog J, Yao Z, et al. Intrinsic epigenetic regulation of the D4Z4 macrosatellite repeat in a transgenic mouse model for FSHD. PLoS genetics. 2013;9(4):e1003415.
45. Chen JC, King OD, Zhang Y, Clayton NP, Spencer C, Wentworth BM, et al. Morpholino-mediated Knockdown of DUX4 Toward Facioscapulohumeral Muscular Dystrophy Therapeutics. Molecular therapy : the journal of the American Society of Gene Therapy. 2016;24(8):1405-11.
46. Himeda CL, Jones TI, Jones PL. CRISPR/dCas9-mediated Transcriptional Inhibition Ameliorates the Epigenetic Dysregulation at D4Z4 and Represses DUX4-fl in FSH Muscular Dystrophy. Molecular therapy : the journal of the American Society of Gene Therapy. 2016;24(3):527-35.
47. Applied Biological Materials. CRISPR Cas9: Tools for Genomic Activation and Repression Vancouver, Canada2016 [Available from:
https://www.abmgood.com/marketing/knowledge_base/CRISPR-Cas9-dCas9-Gene-Regulation.php. 48. Campbell AE, Shadle SC, Jagannathan S, Lim JW, Resnick R, Tawil R, et al. NuRD and CAF-1- mediated silencing of the D4Z4 array is modulated by DUX4-induced MBD3L proteins. eLife. 2018;7. 49. Campbell AE, Belleville AE, Resnick R, Shadle SC, Tapscott SJ. Facioscapulohumeral dystrophy: activating an early embryonic transcriptional program in human skeletal muscle. Human molecular genetics. 2018;27(R2):R153-R62.
50. Balog J, Thijssen PE, Shadle S, Straasheijm KR, van der Vliet PJ, Krom YD, et al. Increased DUX4 expression during muscle differentiation correlates with decreased SMCHD1 protein levels at D4Z4. Epigenetics. 2015;10(12):1133-42.
51. Campbell AE, Oliva J, Yates MP, Zhong JW, Shadle SC, Snider L, et al. BET bromodomain inhibitors and agonists of the beta-2 adrenergic receptor identified in screens for compounds that inhibit DUX4 expression in FSHD muscle cells. Skeletal muscle. 2017;7(1):16.
1
Addendum 1
AAV Adeno-associated viral vector
aFSHD Atrophic FSHD
AGO-protein Argonaute protein
AO Antisense oligonucleotides
ASH1L histone-lysine N-methyltransferase
BET bromodomain and extra-terminal proteins
BETi BET inhibitors
Bp Base pair
BRD2 Bromodomain-containing protein 2
BRDT Bromodomain testis-specific protein
CHD4 Chromodomain-helicase-DNA-binding protein 4
CPA Cleavage and polyadenylation
CS Cleavage site
DAE Distal auxiliary element
DBE-T D4Z4 binding element transcript
dFSHD Disorganized FSHD
DMD Duchenne muscular dystrophy
DME1 DUX4 myogenic enhancer 1
DME2 DUX4 myogenic enhancer 2
DNA Deoxyribonucleic acid
DSE Downstream sequence element
DUX4 Double homeobox 4
DUX4-fl DUX4 full length
DUX4-s DUX4 short length
E1 Exon 1
E2 Exon 2
FSHD Facioscapulohumeral muscular dystrophy
HDAC1 Histon deacetylase core protein 1
HDAC2 Histon deacetylase core protein 2
Kb 1000 bp
MBD2 Methyl-CpG-binding domain protein 2
MBD3L2 Methyl-CpG-binding domain protein 3-like 2
miRNA Micro-RNA
mRNA Messenger RNA
ncRNA Non coding RNA
NDE Non deleted element
NuRD Nucleosome remodeling deacetylase
ORF Open reading frame
2
PcG Polycomb-group proteins
PCR1 Polycomb repressive complex1
PCR2 Polycomb repressive complex 2
RNA Ribo nucleic acid
RNAi RNA interference
sgRNA Small guide RNA
siRNA Small interfering RNA
SMCHD1 structural maintenance of chromosome flexible hinge domain containing 1
SNP Single nucleotide polymorfisme
SNP Single nucleotide polymorphism
TRIM43 tripartite motif family 43
TSS Transcriptional start site
UTR Untranslated region
1
Addendum 2 : Tabel 1: overzicht transgene muismodellen
Muismodel Genetica kenmerken representatie
D4Z4-2.5 (Krom et al, 2013) - Levensvatbaar - Progressieve keratitis (oogabnormaliteiten)
- DUX4 mRNA expressie: • Kiembaan,
Skeletspiercellen, Somatisch weefsel (met uitzondering van de lever) • Mozaïsch • Spatiaal - Epigenetisch: • Hypomethylatie D4Z4 regio (niet skeletspierspecifiek) - Genetica en epigenetica D4Z4 regio - Moleculaire gevolgen van D4Z4 somatische derepressie iDUX4pA (Bosnakovski et al, 2017) - Levensvatbaar - Gewichtsdaling - Alopecia - huidhyperkeratosis - DUX4 mRNA: • Skeletspierweefsel* • Mozaïsch* - Myopathie: • Spierzwakte - FSHD-fenotype - Ernstig FSHD- fenotype*
2 • Fibrosis • Mononucleaire infiltraten* • Spierdystrofie* (smalle en necrotische vezels) - Gehoorsdaling FLExDUX4 (Jones et al, 2018) - Levensvatbaar - Gewichtsdaling - Alopecia - DUX4 mRNA: • Skeletspiercellen • Mozaïsch - Myopathie: • Spierzwakte • Fibrosis* • Mononucleaire infiltraten* • Spierdystrofie*(smalle en necrotische vezels) - GI-inflammatie - Milde FSHD fenotype - Ernstig FSHD fenotype*
3 TIC-DUX4 (Giesige et al, 2018) - Levensvatbaar - Gewichtsdaling*
- Expressie DUX4 mRNA: • Skeletspiercellen** • Mozaïsch** • Spatiaal** - Myopathie: • Spierzwakte* • Fibrosis • Mononucleaire infiltraten** • Spierdystrofie - Mild FSHD- fenotype** - FSHD-fenotype*
1
Addendum 3: figuren
Figuur A: histonmodificaties bij FSHD (aangepast van Haynes P et al., 2018) a) De stamcelpopulatie van een normale cel bevat een bivalente
D4Z4 regio, gekenmerkt door repressieve (H3K27me3) en activerende (H3K4me3) histonmodificaties. Dit maakt de D4Z4 regio ‘poised bivalent’ (gereed voor actie). Na differentiatie tot myoblasten is de D4Z4 regio univalent en gekenmerkt door repressieve elementen (CpG methylatie, H3K27me3 en H3K9me3). (b) De stamcelpopulatie van een FSHD-cel bevat een gecontracteerde D4Z4 regio (FSHD1) of een D4Z4 regio van normale lengte (FSHD2), die gekenmerkt is door bivalente merkers. Myoblasten van FSHD-cellen hebben een verlies aan repressieve merkers (CpG methylatie, H3K9me3) ten opzichte van gezonde cellen. Het merendeel van de cellen is in staat de repressieve merker H3K9me3 te behouden, wat voldoende is voor het behoud van repressie via chromatine modifiers. Minder dan 5% van de FSHD-cellen zal DUX4 tot expressie brengen. Deze cellen hebben ten opzichte van de DUX4 onderdrukkende FSHD-cellen een verlies van H3K27me3 en een toename van H3K9Ac.
2
Figuur B: skeletspierspecifieke DUX4 expressie (aangepast van Himeda C.L. et al., 2014) (A) representatie van gedifferentieerde myocyten op permissieve
allelen (haplotype A). FSHD1 patiënten hebben een gecontraheerde D4Z4 regio, 1-10 D4Z4 tandem repeats (grijze driehoeken), en een verlies van
epigenetische repressie ter hoogte van de D4Z4 regio (grijze ovaal). Dit maakt dat de myogene enhancers makkelijker associëren met de promotors van de D4Z4 repeat. Associatie met de terminale repeat (zwarte driehoek) drijft de pathologische DUX4-fl expressie. (B) In niet-myogene cellen is er ook associatie mogelijk tussen de enhancers en de promotors van de D4Z4 repeats. De myogene enhancers zijn echter enkel actief in myogene cellen en drijven enkel in myogene cellen de pathologische DUX4-fl expressie. (C) verschillende staten waarin de myogene enhancers kunnen voorkomen. Links: repressieve status: De enhancers zijn gemethyleerd en bezet met nucleosomen die repressieve modificaties bevatten. Midden: permissieve status: de enhancers zijn
gehypomethyleerd maar bezet met nucleosomen. De nucleosomen hebben zowel repressieve als activerende modificaties. Rechts: actieve status: de enhancers zijn niet bezet met nucleosomen en kunnen associëren met transcriptiefactoren (TxF) en de promotors van de D4Z4 tandem repeats. Onderaan: in gedifferentieerde myocyten bevinden de enhancers zich in een permissieve staat, slechts sporadisch komen ze voor in de actieve toestand. In actieve toestand interageren ze stochastisch met de promotors van de D4Z4 repeats en veroorzaken zo sporadisch pieken van DUX4-fl expressie
Addendum 4
i Non-penetrantie: minder dan 100% van de individuen met het afwijkend genotype vertonen ziekteverschijnselen.
Als de ziekte non-penetrant is, heeft de persoon het afwijkende genotype maar een normaal fenotype
ii Blastomeren zijn embryo’s die gaan van het 2-cellig stadium tot het compacte morula stadium dat 8-16 cellen
bevat.
iii Transcriptiefactor: Eiwit dat interageert met specifieke regulatorische sequenties in het DNA en zo de activatie en
regulatie van genen beïnvloedt
iv Myogenese: vorming van spierweefsel v Proliferatie: vermenigvuldiging
vi Differentiatie: proces waarbij een weinig gespecialiseerde cel verandert in een meer gespecialiseerde cel vii Apoptose: geprogrammeerde celdood
viii Transcriptoom van een cel: alle RNA-moleculen van een cel die in verband staan met de transcriptie ix Het centrale dogma van de moleculaire biologie
Desoxyribonucleïnezuur of DNA is de grootste drager van erfelijke informatie. De erfelijke informatie binnen DNA zit in genen. De mens heeft ongeveer 22000 genen. Genen bestaan uit exonen en intronen. Exonen zijn coderende stukken DNA, intronen zijn niet-coderende stukken DNA. Het zijn de coderende exonen die de informatie bevatten voor de bouw van een eiwit. De flow van informatie verloopt volgens het ‘centrale dogma van de moleculaire biologie’ (figuur). DNA dirigeert de synthese en sequentie van RNA, RNA dirigeert de synthese en sequentie van polypeptiden en eiwitten. Het proces dat DNA omzet naar RNA noemt men transcriptie. Het proces dat RNA omzet naar eiwitten noemt men translatie (18).
x Tandem repeats zijn sequenties van repetitief DNA bestaande uit series van naast elkaar gelegen en in dezelfde
richting georiënteerde repeats
xi Promotor: regio die specifieke DNA-sequenties bevat verantwoordelijk voor de regulatie/initiatie van de
transcriptie
xii Exon: coderende stukken DNA
xiii Nucleotiden: bouwstenen van DNA en RNA
xiv Untranslated region (UTR): verwijst naar de 2 sequenties die een coderende sequentie van mRNA flankeren. Je
hebt de 5’UTR die upstream is gelegen van de coderende regio en de 3’UTR die downstream is gelegen van de coderende regio. Ze zijn een deel van het mature mRNA dat niet wordt omgezet naar proteïnen. Ze zijn belangrijk voor een correcte translatie van mRNA naar eiwitten en voor een correcte functioneren van mRNA. Het verschil met intronen is dat de UTR geen deel zijn van de proteïne coderende regio van mRNA. Een proteïne coderende regio van mRNA bestaat uit exonen en intronen. Intronen worden tijdens de maturatie van pre-mRNA naar het uiteindelijke mRNA, door het proces van RNA-splicing, uit het mRNA gehaald. Intronen zijn geen deel van matuur mRNA in tegenstelling tot UTR (18).
xv Single nucleotide polymorfisme: variaties in de sequentie van 1 enkele nucleotide die bij meer dan 1% van de
populatie voorkomen.
xvi Degeneratief: Een sequentie waarin door de jaren heen veel mutaties gekropen zijn. Deze kan sterk variëren
tussen individuen
xvii DNA wordt omgezet naar RNA via transcriptie (zie eindnoot 9). RNA dat de genetische informatie bevat voor de
aanmaak van eiwitten noemt men messenger RNA of mRNA. Het mRNA direct gevormd na transcriptie is
verschillend van het mRNA dat uiteindelijk zal coderen voor de eiwitten. Men noemt dit pre-mRNA. Pre-mRNA heeft zowel exonen als intronen, deze laatste komen niet voor in matuur RNA. Pre-mRNA wordt via posttranscriptionele processen omgezet naar matuur mRNA. Posttranscriptionele processen bestaan uit: RNA splicing, 5’capping en 3’polyadenylatie. Deze processen verwijderen de intronen uit het pre-mRNA en zorgen voor stabilisatie van de transcripten.
RNA splicing zorgt voor het verwijderen van de intronen uit de pre-mRNA transcripten. Een correcte splicing vereist de herkenning van nucleotide-sequenties aan het einde van de overgeschreven exonen en intronen. Aan het begin van een intron bevindt zich de ‘splice donor’ en aan het uiteinde de ‘splice acceptor’. Herkenning van deze
sequenties is essentieel voor de vorming van een correct mRNA transcript.
5’capping en 3’polyadenylatie zijn een onderdeel van het ‘cleavage and polyadenylation’ proces (CPA). 5’ capping start bijna onmiddellijk na de start van de synthese van primaire RNA-transcripten. Het voegt een gemodificeerd guanine-nucleotide (7-methylguanosine) toe aan de kop van het pre-mRNA transcript via een specifieke binding (5’- 5’ fosfodiësterbinding). Op deze manier vormt het als het ware een kap over de kop van het transcript. Het proces van 3’capping vindt plaats ter hoogte van de staart van het primaire RNA-transcript. Het voegt adenine-nucleotiden toe ter hoogte van het 3’uiteinde van het primaire transcript en vormt zo een poly(A)staart. Beide processen van CPA beschermen de transcripten tegen afbraak, verhogen de stabiliteit van de transcripten en zijn nodig voor het correct functioneren ervan (18).
xviii Modifier: hebben een invloed op de mate van ziekte-expressie
xix Upstream: meer naar het 5’ einde, downstream: meer naar het 3’ einde xx Sequentie: volgorde van basenparen
xxi Cytosine nucleotide gevolgd door een guanine nucleotide, waarbij beide nucleotiden verbonden zijn door een
fosfaatgroep
xxii Desoxyribonucleïnezuur of DNA is gelegen in de celkern. Het komt er voor in 2 vormen nl. chromatine en
chromosomen. In een cel in rust komt het DNA voor onder de vorm van chromatine. In een niet-delende cel komt DNA voor onder de vorm van chromatine. In een delende cel gaat chromatine zich verder oprollen of condenseren en spreekt men eerder van chromosomen.