Advertisement

Monatsschrift Kinderheilkunde

, Volume 153, Issue 7, pp 685–699 | Cite as

Epigenetik und pädiatrische Krankheitsbilder

  • O. RittingerEmail author
  • D. Kotzot
Weiterbildung · Zertifizierte Fortbildung

Zusammenfassung

Epigenetische Phänomene sind ein ökonomisches Prinzip der selektiven Genexpression sowie Hintergrund genetischer Erkrankungen. Letztere nehmen ihren Ausgang von einer elternspezifischen Prägung („genomic imprinting“) in der Keimbahn des betreffenden Individuums. Mechanismen dieser differenziellen Genexpression werden beschrieben und paradigmatische Erkrankungen besprochen. Es wird angenommen, dass etwa 1% aller Gene diesem Imprint-Mechanismus unterliegen. Abgesehen vom Prader-Willi- und Angelman-Syndrom ist auch für eine Reihe anderer, speziell für den Pädiater bedeutsamer Krankheitsbilder, wie beispielsweise das Beckwith-Wiedemann-Syndrom (BWS) und das Rett-Syndrom, ein epigenetischer Hintergrund erkannt worden. Dieser Artikel fokussiert auf deren klinischer und molekularer Diagnostik und die formalgenetischen Beziehungen, deren Kenntnis Voraussetzung für eine kompetente genetische Beratung der betroffenen Familien ist. Erwähnt werden auch epigenetische Phänomene im Zusammenhang mit künstlicher Befruchtung und Interaktionen zwischen Genen und Nahrungsmitteln, die zu chronischen Erkrankungen prädisponieren.

Schlüsselwörter

Elternspezifische Prägung Methylierung von CpG-Inseln Uniparentale Disomie Chromatinmodifikation Beckwith-Wiedemann-Syndrom 

Epigenetics and pediatric disease symptomatology

Abstract

Genomic imprinting is the expression of specific genes, primarily from only one parental allele, at particular times during development, modified by other — epigenetic — mechanisms than those involving alterations in the primary nucleotide sequence of the gene. Several genetic disorders in humans result from rearrangements within imprinted gene regions or from abnormal chromatin modification. All imprinted genes retain a memory of their parent of origin. The overall number of imprinted genes may be about 1% or even higher. Imprinting is estimated to be implicated in about 20 human genetic disorders or phenotypes, e.g. Prader-Willi, Angelman and Beckwith-Wiedemann syndromes. This article focuses on the clinical and molecular diagnosis of these imprinting disorders and the consequences for genetic counselling. In addition, epigenetic errors associated with assisted reproductive technology as well as nutrient-gene interactions predisposing the adult to chronic diseases are discussed.

Keywords

Genomic imprinting Methylation of CpG islands Uniparental disomy Beckwith-Wiedemann syndrome ATR-X syndrome 

Notes

Interessenkonflikt:

Der korrespondierende Autor versichert, dass keine Verbindungen mit einer Firma, deren Produkt in dem Artikel genannt ist, oder einer Firma, die ein Konkurrenzprodukt vertreibt, bestehen.

Literatur

  1. 1.
    Bastepe M, Frohlich LF, Linglart A et al. (2005) Deletion of the NESP55 differentially methylated region causes loss of maternal GNAS imprints and pseudohypoparathyreoidism. Nat Genet 38:25–27Google Scholar
  2. 2.
    Baysal BE, Ferrell RE, Willett-Brozick JE et al. (2000) Mutations in SDHD, a mitochondrial complex II gene, in hereditary paraganglioma. Science 287:848–851CrossRefPubMedGoogle Scholar
  3. 3.
    Bestor TH (2003) Imprinting errors and developmental asymmetry. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 358:1411–1415CrossRefPubMedGoogle Scholar
  4. 4.
    Eggermann T, Prager S, Binder G et al. (2005) Genetik des Silver-Russell Syndroms: Stand der Forschung und diagnostische Anwendung. Monatsschr Kinderheilkd 153:264–272CrossRefGoogle Scholar
  5. 5.
    Engel E, Antonarakis SE (2002) Genomic imprinting and uniparental disomy in medicine. Wiley-Liss, New YorkGoogle Scholar
  6. 6.
    Gaston V, Le Bouc Y, Soupre V et al. (2001) Analysis of the methylation status of the KCNQ10T and H19 genes in leukocyte DNA for the diagnosis and prognosis of Beckwith-Wiedemann Syndrome. Eur J Hum Genet 9:409–418CrossRefPubMedGoogle Scholar
  7. 7.
    Halliday J, Oke K, Breheny S et al. (2004) Beckwith-Wiedemann Syndrome and IVF: a case control study. Am J Hum Genet 75:526–528CrossRefPubMedGoogle Scholar
  8. 8.
    Hendrich B, Bickmore W (2001) Human diseases with underlying defects in chromatin structure and modification. Hum Mol Genet 10:2233–2242Google Scholar
  9. 9.
    Herman JG, Baylin SB (2003) Gene silencing in cancer in association with promoter hypermethylation. N Engl J Med 349:2042–2054CrossRefPubMedGoogle Scholar
  10. 10.
    Kotzot D (2005) Uniparental disomy — an update. Am J Med Genet in pressGoogle Scholar
  11. 11.
    Niemitz EL, Feinberg AP (2004) Epigenetics and assisted reproductive technology: a call for investigation. Am J Hum Genet 74:599–609CrossRefPubMedGoogle Scholar
  12. 12.
    Temple IK, Shield JPH (2002) Transient neonatal diabetes, a disorder of imprinting. J Med Genet 39:872–875CrossRefPubMedGoogle Scholar
  13. 13.
    Waterland RA, Jirtle RL (2004) Early nutrition, epigenetic changes at transposons and imprinted genes, and enhanced susceptibility to adult chronic diseases. Nutrition 20:63–68CrossRefPubMedGoogle Scholar
  14. 14.
    Weinstein LS, Yu S, Warner DR et al. (2001) Endocrine manifestations of stimulatory G protein alpha-subunit mutations and the role of genomic imprinting. Endocr Rev 22:675–705CrossRefPubMedGoogle Scholar
  15. 15.
    Woodage T, Prasad M, Dixon JW et al. (1994) Bloom syndrome and maternal uniparental disomy for chromosome 15. Am J Hum Genet 55:74–80PubMedGoogle Scholar

Copyright information

© Springer Medizin Verlag 2005

Authors and Affiliations

  1. 1.Klinische Genetik, Universitätsklinik für Kinder- und JugendheilkundeParacelsus Medizinische Privatuniversität SalzburgÖsterreich
  2. 2.Sektion Klinische Genetik, Department für Medizinische Genetik, Molekulare und Klinische PharmakologieMedizinische Universität InnsbruckÖsterreich
  3. 3.Klinische Genetik, Universitätsklinik für Kinder- und JugendheilkundeParacelsus Medizinische Privatuniversität SalzburgÖsterreich

Personalised recommendations