Technological improvements and continued cost reduction have significantly contributed to the progress of identifying the genetic causes of complex traits. Here we report the results of a genetic screening on a dyslexia cohort combining targeted next generation sequencing and high density SNP array. The study cohort consists of 49 subjects with dyslexia and 52 subjects with dyslexia and other specific learning disabilities (dysorthographia, dysgraphia, dyscalculia). All samples were sequenced on Ion Torrent platform, targeting the coding regions and their exone-intron boundaries of 12 candidate dyslexia genes (CMIP, CNTNAP2, CYP19A1, DCDC2, DIP2A, DYX1C1, GCFC2, KIAA0319, KIAA0319L, MRPL19, ROBO1, S100B), with focus on novel and rare variants. A subset of 54 samples was further analyzed, genotyping over 1.7 M markers (Multi Ethnic Global Array design, Ilumina), for copy number variation (CNV) discovery and characterization according to the literature. For this purpose, high confidence CNVs were obtained using the cnvPartition and the PennCNV calling algorithms. We report a total of 12 pathogenic predicted variants, among which two novel deleterious events (DIP2A:p.G1387* and KIAA0319:p.V774Afs*37) and a known rare splicing variant (GCFC2:c.266-2A>G). Moreover, several copy number variants were identified, overlapping some language related genes, but not any of the above sequenced genes. Finally, a sibling pair was found to harbor duplications in the chromosome band 16p13.11, a susceptibility region for several neurodevelopmental disorders. The present study enriches our knowledge about the genetic background in a dyslexia cohort. At the same time our findings emphasize the need for further research to attribute causative roles of these events for cohort phenotypes.

Il progresso tecnologico e la riduzione dei costi ha significativamente contribuito all'identificazioni delle cause genetiche di diverse malattie genetiche multifattoriali. In questo lavoro di dottorato riporto i risultati di un analisi genetica di una coorte di ragazzi dislessici utilizzando delle tecnologie ad alta processività come Next Generation Sequencing e SNP-array ad alta densità. La coorte in studio consiste di 49 soggetti con dislessia e 52 soggetti con dislessia e altre Disabilità Specifiche di Apprendimento (disortografia, disgrafia, discalculia). Tutti i campioni sono stati sequenziati utilizzando la piattaforma Ion Torrent, focalizzandosi sulle regioni codificanti e sulle giunzioni esone-introne, in 12 geni candidati (CMIP, CNTNAP2, CYP19A1, DCDC2, DIP2A, DYX1C1, GCFC2, KIAA0319, KIAA0319L, MRPL19, ROBO1, S100B), focalizzandosi sulle varianti non descritte in letteratura e in quelle rare (MAF <1%). Un sotto-gruppo di 54 soggetti è stato ulteriormente analizzato, genotipizzando più di 1,7 M marcatori (Multi Ethnic Global Array design, Ilumina), per l'identificazione e caratterizzazione in base alla letterature di Copy Number Variation (CNV). Per questo proposito, per la chiamata di CNV ad "alta fedeltà", sono stati usati due algoritmi: cnvPartition e PennCNV. In totale riportiamo 12 varianti predette patogenetiche, tra le qualli due nuove con effetto deleterio (DIP2A:p.G1387* and KIAA0319:p.V774Afs*37) e una rara variante di splicing (GCFC2:c.266-2A>G). Inoltre, diverse CNV sono state identificate che sovrappongono dei geni associati a problemi con il linguaggio, ma nessuna delle CNV con i geni riportati sopra. Infine, una copia di fratelli sono portatori di diverse duplicazioni localizzate nella regione 16p13.11, una regione di suscettibilità ai disordini di neurosviluppo. Il presente lavoro arrichisse la nostra conoscenza sul background genetico della coorte in studio. Nello stesso momento i risultati ottenuti devono essere ulteriormente analizzati per poter attribuire un ruolo a quanto possibile certo sul loro contributo all'insorgenza della dislessia.

Valutazione del background genetico di una coorte di individui dislessici mediante l'utilizzo di tecnologie ad alta processività

ATHANASAKIS, EMMANOUIL
2018-03-26

Abstract

Il progresso tecnologico e la riduzione dei costi ha significativamente contribuito all'identificazioni delle cause genetiche di diverse malattie genetiche multifattoriali. In questo lavoro di dottorato riporto i risultati di un analisi genetica di una coorte di ragazzi dislessici utilizzando delle tecnologie ad alta processività come Next Generation Sequencing e SNP-array ad alta densità. La coorte in studio consiste di 49 soggetti con dislessia e 52 soggetti con dislessia e altre Disabilità Specifiche di Apprendimento (disortografia, disgrafia, discalculia). Tutti i campioni sono stati sequenziati utilizzando la piattaforma Ion Torrent, focalizzandosi sulle regioni codificanti e sulle giunzioni esone-introne, in 12 geni candidati (CMIP, CNTNAP2, CYP19A1, DCDC2, DIP2A, DYX1C1, GCFC2, KIAA0319, KIAA0319L, MRPL19, ROBO1, S100B), focalizzandosi sulle varianti non descritte in letteratura e in quelle rare (MAF <1%). Un sotto-gruppo di 54 soggetti è stato ulteriormente analizzato, genotipizzando più di 1,7 M marcatori (Multi Ethnic Global Array design, Ilumina), per l'identificazione e caratterizzazione in base alla letterature di Copy Number Variation (CNV). Per questo proposito, per la chiamata di CNV ad "alta fedeltà", sono stati usati due algoritmi: cnvPartition e PennCNV. In totale riportiamo 12 varianti predette patogenetiche, tra le qualli due nuove con effetto deleterio (DIP2A:p.G1387* and KIAA0319:p.V774Afs*37) e una rara variante di splicing (GCFC2:c.266-2A>G). Inoltre, diverse CNV sono state identificate che sovrappongono dei geni associati a problemi con il linguaggio, ma nessuna delle CNV con i geni riportati sopra. Infine, una copia di fratelli sono portatori di diverse duplicazioni localizzate nella regione 16p13.11, una regione di suscettibilità ai disordini di neurosviluppo. Il presente lavoro arrichisse la nostra conoscenza sul background genetico della coorte in studio. Nello stesso momento i risultati ottenuti devono essere ulteriormente analizzati per poter attribuire un ruolo a quanto possibile certo sul loro contributo all'insorgenza della dislessia.
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2016/2017
Settore BIO/18 - Genetica
Università degli Studi di Trieste
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