Funktionelle Analyse der 3´untranslatierten Region des Dopamin D2 Rezeptor Gens

Abstract

Ziel der Arbeit war die funktionelle Charakterisierung häufiger Polymorphismen der DRD2 3´UTR auf der Basis eines Haplotyp-basierten Versuchsansatzes. Aus dem untersuchten Probandenkollektiv konnten drei repräsentative Haplotypen isoliert, sowie deren Frequenzen bestimmt werden: Human1 (58 Prozent), Human 2 (33 Prozent) und Human 3 (09 Prozent). Es konnte eine spezifische Interaktion der DRD2 3´UTR mRNA mit Proteinen aus zytosolischen und aus nukleären neuronalen Zell- und Gewebelysaten nachgewiesen werden, die Haplotyp-spezifische Unterschiede aufweist. Ein in Vorarbeiten postulierter Einfluss der DRD2 3´UTR auf die Genexpression des Rezeptors wurde mittels Reportergenanalysen sowohl in vitro als auch in vivo in Zellkultur untersucht. Es konnte ein Haplotyp-spezifisch unterschiedlich stark ausgeprägter aktivierender Effekt der DRD2 3´UTR auf die Translation von Reportergenen nachgewiesen werden. Die stärksten Unterschiede bestanden zwischen den häufigen Haplotypen Human 1 und Human 2. Einhergehend mit diesen Ergebnissen konnte für Human 2 eine von Human 1 und 3 abweichende Sekundärstruktur berechnet, sowie eine unterschiedliche Anzahl funktioneller, cis-agierender Elemente (GAIT) nachgewiesen werden. In der Arbeit wurde somit erstmalig durch die funktionelle Untersuchung repräsentativer Haplotypen ein spezifischer Effekt der DRD2 3´UTR auf die Re-zeptorexpression nachgewiesen. Ebenso konnte gezeigt werden, dass dieser translationsaktivierende Effekt Haplotyp-spezifische Unterschiede aufweist. Zusammenfassend lässt sich ableiten, dass der Haplotyp-spezifische Einfluss auf die Proteininteraktion und Reportergenexpression das kombinierte Resultat funktioneller allelischer Varianten des Dopamin D2 Rezeptor Gens darstellt. So kann diese Arbeit als ein initialer Schritt gewertet werden, hin zu einem molekulargenetischen Erklärungsmodell komplexer Phänotypen, für die eine Assoziation mit dem dopaminergen System vermutet wird.

The aim of this work was to functionally characterise frequent polymorphisms located in the 3´untranslated region of the dopamine d2 receptor gene in a haplolotype based approach. 3 representative haplotypes could be identified. A haplotype specific interaction of the DRD2 3´UTR mRNA with cytosolic and nuclear proteins could be demonstrated. In addition a haplotype specific effect of the DRD2 3´UTR on the translation of reporter genes could be detected. A possible explanation could result from the secondary structure in which the three major haplotypes differ as well as from an unequal number of functional elements (GAIT) located in the 3´UTR that were shown to have an inhibiting effect on translation. Taken together the haplotype specific effects on protein interaction and reporter gene expression could display a functional allelic variant of the DRD2 receptor gene. This work is an initial step towards a molecular genetically based explanation of complex neuropsychiatric phenotypes that are associated with the dopaminergic system