Echtzeitdetektion von Punktmutationen mit DNA-Chips am Beispiel des SULT1A1*213-SNP

Abstract

Der Identifizierung von Punktmutationen im menschlichen Genom kommt eine hohe Bedeutung zu. Die Entdeckung einer Vielzahl von SNPs ('single nucleotide polymorphisms'), also Mutationen einzelner Basen, die definitionsgemäß bei mehr als 1% der Bevölkerung auftreten, und die Erkenntnis, dass SNPs die Nebenwirkungen von Medikamenten determinieren können, führte zu der Vision einer 'personalisierten Medizin': Der Patient erhält nach einer Genotypisierung das für ihn verträglichste Medikament verschrieben. Notwendige Bedingung für das neue Paradigma ist eine schnelle und hochdurchsatzfähige DNA-Analytik. Da bis zu 3 Millionen von SNPs beim Menschen vermutet werden (www.snp.cshl.org), ist das etablierte Verfahren mittels PCR-Amplifikation, Restriktionsenzymverdau und Elektrophorese nicht praktikabel. Neben den zum Massenscreening geeigneten, spezialisierten MALDI- (z.B. Sequenom ®) und Primer-Extension-Verfahren (z.B. Orchid Biocomputer ®) wird insbesondere die DNA-Chip-Technologie als vielversprechende Methode für mittlere bis hohe Durchsätze und Vor-Ort-Anwendungen angesehen. Der Einsatz dieses Verfahrens zum SNP-Screening wird am Beispiel des SULT1A1*213-SNPs demonstriert. Das SULT1A1-Gen beim Menschen kodiert für eine cytosolische, thermostabile Phenol-Sulfotransferase (P-PST, EC 2.8.2.1), die in der Leber durch Sulfonierung von phenolischen Substraten Biosynthese und Entgiftungsfunktionen ausübt. Bisher wurden drei Punktmutationen in diesem Gen entdeckt (Raftogianis 1997). Die Variation *213Arginin nach *213Histidin, die bei ca. 37% der (kaukasischen) Bevölkerung auftritt, führt zu einem deutlich verschiedenen Phänotyp (geringere Aktivität, geringere Thermostabilität, Engelke 2000) und wird mit Übergewicht in Zusammenhang gebracht.