Zentrum für Humangenetik und Laboratoriumsmedizin, Dr. Klein, Dr. Rost und Kollegen

Methylierungsspezifische PCR

Eine ganze Gruppe genetischer Erkrankungen wird durch eine veränderte DNA-Methylierung von Cytosinresten verursacht (sog. Imprinting-Defekte). Zu dieser Gruppe gehören u. a. das Prader-Willi-Syndrom (PWS) und das Angelman-Syndrom (AS), die beide im Bereich 15q11.2 kartieren. Das PWS beruht auf einer Deletion bzw. einem Methylierungsdefekt des paternalen Allels, wohingegen beim AS das maternale Allel betroffen ist. Die lange Zeit übliche Methode zum Krankheitsnachweis bestand im Einsatz Locus-spezifischer FISH-Sonden; diese Methode detektiert jedoch nur ca. 70% der PWS- bzw. AS-Fälle (Mikrodeletionen). Mitte der 1990er Jahre wurde die Methylierungsspezifische PCR (MS-PCR) entwickelt, die auch weitere Ursachen wie uniparentale Disomie und Imprinting-Defekte nachweist und damit ca. 99% der Ursachen des PWS bzw. ca. 80% der ursächlichen Veränderungen beim AS erklären kann. Das Verfahren beruht auf der Umwandlung unmethylierter Cytosinreste zu Uracil mittels Natriumbisulfit und dem Einsatz von Primerpaaren, die entweder die nicht-modifizierte maternale oder die modifizierte paternale DNA erkennen.

Prinzip der Methylierungsspezifischen PCR zur Diagnostik des Prader-Willi-(PWS) und Angelman-(AS) Syndroms (mod. nach: E. Engel und S. Antonorakis: Genomic Imprinting and Uniparental Disomy in Medicine, Wiley-Liss 2002). Das Primerpaar OL1 und OL2 erkennt die modifizierte paternale (Pat) DNA, das Primerpaar OL3 und OL4 erkennt die nicht-modifizierte maternale (Mat) DNA. Im Falle eines PWS fehlt entsprechend das paternale, im Falle eines AS das maternale PCR-Produkt.