Haplotype analysis at the FRAXA locus in an Indian population

DXS998-DXS548-FRAXAC1 represents a novel informative haplotype at the FMR1 locus in the Iranian population

Fragile X syndrome, which is caused by mutation in the FMR1 gene region, is one of the most prevalent forms of mental retardation. Direct diagnosis of the disease is based on PCR and southern blot analysis, but because of technical problems, use of polymorphic DNA markers can be helpful for carrier detection and prenatal diagnosis in families with an affected individual. The polymorphic markers usually show a population-based haplotype frequency and heterozygosity. In the present study, genotyping and analysis of haplotype frequency of three microsatellite markers including DXS998, DXS548 and FRAXAC1 at the FMR1 gene region were carried out in 140 unrelated healthy women and 26 families from the Iranian population. The data indicated the presence of a novel allele for DXS998 in the Iranian population. Estimation of haplotype frequency using Arlequin program showed 50 different DXS998-DXS548-FRAXAC1 haplotypes for the input data of 5, 7 and 4 alleles, respectively. Among these haplotypes five of them showed relatively high frequencies (≥0.05). Analysis of linkage disequilibrium (LD) for the unrelated individuals using the PowerMarker computer program, showed that this haplotype combination can be an informative haplotype for linkage analysis in carrier detection and possible molecular diagnosis of fragile X in the Iranian population.

Nucleosomal occupancy and CGG repeat expansion: a comparative analysis of triplet repeat region from mouse and human fragile X mental retardation gene 1

The expansion of CGG repeats in the 5'-untranslated region (5'UTR) of FMR1 gene is the molecular basis of fragile X syndrome in most of the patients. The nature of the flanking sequences in addition to the length and interruption pattern of repeats is predicted to influence CGG repeat instability in the FMR1 gene. We investigated nucleosome occupancy as a contributor to CGG repeat instability in a transgenic mouse model containing unstable (CGG)(26,) from human FMR1 cloned downstream of nucleosome-excluding sequence. We observe that the transgene has an open chromatin structure compared to the stable endogenous mouse Fmr1 within the same nucleus. CGG repeats in mouse Fmr1 are flanked by nucleosomes unlike the repeats in the transgene in all the tissues examined. Further in vitro chromatin reconstitution experiments show that DNA fragment without the SV40ori/EPR (nucleosome-excluding sequence) forms more stable chromatin than the one containing it, despite having the same number of CGG repeats. The correlation between nucleosomal organisation of the FMR1 gene and CGG repeat instability was supported by significantly lower frequency of repeat expansion in mice containing an identical transgene without the SV40ori/EPR. Our studies demonstrate that flanking DNA sequences can influence repeat instability through modulation of nucleosome occupancy in the region.

Populationsgenetik des humanen X-Chromosoms

Die mitochondriale DNA und das Y-Chromosom (ChrY) weisen einen sehr hohen Informationsgehalt hinsichtlich der Entwicklungsgeschichte des Menschen und der verwandtschaftlichen Nähe humaner Populationen auf. Das liegt daran, dass mit Ausnahme der pseudoautosomalen Regionen des ChrY beide genomischen Kompartimente nicht rekombinieren und dass die Typisierung haploider Marker automatisch die Identifizierung von Haplotypen erlaubt. Das X-Chromosom (ChrX) nimmt hinsichtlich seines Rekombinationsverhaltens eine intermediäre Stellung zwischen den Autosomen und dem ChrY ein. Auch seine populationsgenetische Bedeutung beruht z. T. auf der leichteren Identifizierbarkeit von Haplotypen. Während ChrY und mtDNA aber jeweils nur einen einzigen Locus mit einheitlicher Entwicklungsgeschichte repräsentieren, setzt sich das ChrX aus mehreren Abschnitten zusammen, die jeweils eine eigene Historie reflektieren können. Daher erscheinen ChrX-Studien immer dann besonders sinnvoll, wenn Subpopulationen voneinander unterschieden oder regionale ethnische Strukturen erforscht werden sollen. Aus populationsgenetischer Sicht spielt die Analyse von Kopplungsungleichgewichten zwischen ChrX-Markern eine besondere Rolle, da mit ihrer Hilfe genetische Isolate und die Abstammung einzelner Gruppierungen von kleinen Gründerpopulationen nachgewiesen werden können. Populationen mit häufigen und hohen Kopplungsungleichgewichten haben eine besondere Bedeutung für die Identifizierung der Gene, deren Variation zur Ätiologie multifaktorieller Erkrankungen beiträgt.