Ontwikkeling van genome editing constructen voor de creatie van laminopathie modelcellijnen.

Joke Robijns
Ontrafeling en genezing van vroegtijdige veroudering: genetisch gewijzigde cellenDe vroegtijdige verouderingsziekte HGPS (Hutchinson-Gilford Progeria Syndroom) of simpelweg progeria zorgt ervoor dat je lichaam acht keer sneller oud wordt dan normaal. De ziekte wordt veroorzaakt door een kleine verandering in het DNA, een mutatie. Waarom dit leidt tot vroegtijdige veroudering is nog grotendeels onduidelijk. Om dit beter te kunnen onderzoeken wordt de ziekte nagebootst in dieren en cellen. In deze masterproef werden genetische veranderingen aangebracht in cellen met zeer moderne technieken.

Ontwikkeling van genome editing constructen voor de creatie van laminopathie modelcellijnen.

Ontrafeling en genezing van vroegtijdige veroudering: genetisch gewijzigde cellen

De vroegtijdige verouderingsziekte HGPS (Hutchinson-Gilford Progeria Syndroom) of simpelweg progeria zorgt ervoor dat je lichaam acht keer sneller oud wordt dan normaal. De ziekte wordt veroorzaakt door een kleine verandering in het DNA, een mutatie. Waarom dit leidt tot vroegtijdige veroudering is nog grotendeels onduidelijk. Om dit beter te kunnen onderzoeken wordt de ziekte nagebootst in dieren en cellen. In deze masterproef werden genetische veranderingen aangebracht in cellen met zeer moderne technieken. Zo ontstaan cellen die de ziektesymptomen vertonen, een celmodel.

Stel je voor, je bent nog geen 14 jaar maar zit gevangen in een lichaam van 100 jaar oud. Elke dag krijg je te maken met verouderingssymptomen zoals pijnlijke gewrichten, hartproblemen en zelfs haarverlies. Je bent één van de ongelukkigen. Die ene op acht miljoen personen die werd getroffen door progeria en er is helemaal niets dat hieraan gedaan kan worden.

Progeria is de best gekende ziekte die leidt tot vroegtijdige veroudering en wordt veroorzaakt door één kleine mutatie. De basisprincipes van deze ziekte zijn nog grotendeels onbekend waardoor ook een goede behandeling ontbreekt. Over de hele wereld zijn 45 patiënten gekend waarvan vier in België. Michiel Vandeweert is één van hen en heeft progeria in de media gebracht in België (figuur 1).

Michiel: “Als het klopt wat de dokters zeggen is mijn lichaam nu als dat van een 120-jarige. En voor een 120-jarige zie ik er toch nog goed uit, vind je niet?”

Om kinderen zoals Michiel te kunnen helpen, moet er meer geweten zijn over de basis van deze ziekte. Wetenschappers zijn het erover eens dat lamines hierbij een rol spelen. Lamines zijn eiwitten die zorgen voor het ondersteunen van de celkern zodat deze een mooie ronde vorm behoudt. Bij kinderen met progeria komen vervormde celkernen voor, wat een rol kan spelen in de veroudering. Dit wordt veroorzaakt door een fout in het genoom en meer specifiek in het gen dat instaat voor de vorming van lamines. Eén foutje in het DNA is genoeg om het hele lichaam te ontregelen. Waarom deze mutatie zo’n groot effect heeft op het hele lichaam is nog grotendeels onduidelijk. Daarom is verder onderzoek naar deze ziekte noodzakelijk.

Nieuwe onderzoeksmodellen

Om de ziekte te kunnen onderzoeken wordt deze nagebootst in verschillende modellen zoals dierenmodellen. Hoewel deze waardevol kunnen zijn, verschillen ze veel van mensen. In deze masterproef werd een model gemaakt op basis van menselijke cellen. De cellen werden in het laboratorium gekweekt om ze te onderzoeken. Het speciale aan deze cellen is dat het gen waarin de progeria mutatie zich bevindt, werd uitgeschakeld. Op deze manier worden geen lamines meer gevormd waardoor progeria wordt nagebootst in de cellen. Deze modelcellen kunnen worden gebruikt om experimenten te doen waardoor ook minder dieren nodig zijn. Op deze manier kan men meer te weten komen over de ziekte. Hoe meer men weet, hoe beter men op zoek kan gaan naar een geneesmiddel.

Genetische wijziging

Om het gen waarin de progeria mutatie zich bevindt te kunnen uitschakelen, moet een genetische verandering worden aangebracht. Er zijn verschillende technieken beschikbaar die gebaseerd zijn op eenzelfde principe. Men kan het omschrijven als een soort van DNA-schaar die enkel op een specifieke positie in het DNA kan knippen (figuur 2). Hierdoor ontstaat een breuk in het DNA die de cellen zelf kunnen herstellen. De cellen zijn echter niet zo goed in het herstellen en maken hierbij veel fouten. Ten gevolge van deze fouten werkt het gen niet meer. Twee van deze technieken, TALEN en CRISPR/Cas9 systemen, werden tijdens de masterproef gebruikt om het gen, verantwoordelijk voor progeria, uit te schakelen. Het meeste succes werd behaald met het CRISPR/Cas9 systeem dat hieronder kort wordt toegelicht.

CRIPSR/Cas9 systeem

De CRISPR/Cas9 techniek is gebaseerd op een verdedigingsmechanisme dat wordt teruggevonden in bacteriën. De bacteriën kunnen het DNA van een indringend virus herkennen en afbreken. Een specifiek DNA stuk wordt herkend door een RNA molecule (gids RNA). Het gids RNA bindt op dit DNA en gaat een interactie aan met een eiwit (Cas9). Dit Cas9 eiwit zal het DNA doorknippen (figuur 3). Door het gebruik van een ander gids RNA, dat zorgt voor de herkenning, kunnen andere delen in het genoom gewijzigd worden.

Ziekte nabootsen en genezen

De cellen met het uitgeschakelde gen vormen reeds een goed model voor onderzoek. Nog beter is het aanbrengen van de exacte mutatie die aanwezig is bij de ziekte. Dit is een volgende stap in het onderzoek die kan leiden tot nog meer kennis over progeria.

Indien specifieke mutaties kunnen worden aangebracht, kan men ook het omgekeerde bekomen. Namelijk het specifiek verwijderen van een mutatie. Dit kan in de toekomst leiden tot de genezing van genetische ziekten. Het corrigeren van een hele persoon zijn DNA is moeilijk haalbaar. Wat echter wel haalbaar is, is het genezen van geïsoleerde cellen. Men kan starten met huidcellen van een patiënt en deze herprogrammeren. De herprogrammering zorgt ervoor dat de cellen zich kunnen omvormen tot alle celtypes zoals spiercellen en beendercellen (pluripotent). De pluripotente cellen kunnen genetisch gecorrigeerd worden zodat de mutatie niet meer aanwezig is.

Men beschikt zo over gezonde cellen die oorspronkelijk van de patiënt afkomstig zijn. Deze kunnen worden omgevormd in alle soorten weefsels van het lichaam en terug aan de patiënt worden toegediend (figuur 4). Zo zou het mogelijk zijn om in het labo bijvoorbeeld een hart te creëren bestaande uit patiënt-eigen cellen die de mutatie niet meer bevatten. Het grootste voordeel is dat er geen afstotingsverschijnselen zullen optreden bij organen gemaakt uit eigen cellen. Dit geeft de mogelijkheid voor afstotingsvrije orgaantransplantatie en is niet enkel toepasbaar bij progeria maar bij alle ziekten veroorzaakt door een genetische verandering. 

Kortom

Tijdens deze masterproef werden waardevolle modellen ontwikkeld om progeria beter te begrijpen. Door het gebruik van deze cellen kunnen de ziekteprincipes verder ontrafeld worden en mogelijk medicijnen ontwikkeld worden. De toegepaste en geoptimaliseerde technieken kunnen in de toekomst leiden tot nog betere modellen en een vooruitstrevende genezingstechniek voor alle genetische ziekten. 

Bibliografie

[1]

B. Lewis, L. Cassimeris, V. Lingappa en G. Plopper, Cells, vol. Hoofdstuk 5.7, Jones & Bartlett publishers, 2007, pp. 214-215.

[2]

T. McKenna, J. Baek en M. Eriksson, Genetic disorders, vol. hoofdstuk 2, M. Puiu, Red., Intech, 2013, pp. 27-63.

[3]

J. M. Gonzalez en V. Andrés, „Synthesis, transport and incorporation into the nuclear envelope of A-type lamins and inner nuclear membrane proteins,” Biochemical society transactions, vol. 39, pp. 1758-1763, 2011.

[4]

J. Bridger, I. Kill, M. Farrel en C. Hutchison, „Internal lamin structures within G1 nuclei of human dermal fibroblasts.,” vol. 104, pp. 297-306, 1993.

[5]

J. Broers, C. Hutchison en F. Ramaekers, „Laminopathies,” Journal of pathology, vol. 204, pp. 478-488, 2004.

[6]

E. Meshorer en Y. Gruenbaum, „Rejuvenating premature aging,” Nature medicine, vol. 14, nr. 7, pp. 713-715, juli 2008.

[7]

J. L. V. Broers, F. C. S. Ramaekers, G. Bonne, R. Ben Yaou en J. C. Hutchinson, „Nuclear lamins: laminopathies and their role in premature ageing,” The American physiological society, pp. 967-1008, 2006.

[8]

J. Conway en D. Parry, „Intermediate Filaments: Structure, Dynamics, Function and Disease,” Annual Review of Biochemistry, vol. 63, pp. 345-382, juli 1994.

[9]

E. D. Smith, B. A. Kuclow, R. L. Frock en B. K. Kennedy, „A-type nuclear lamins, progerias and other degenerative disorders,” Mechanisms of aging and development, pp. 447-460, 2004.

[10]

S. V. Strelkov, J. Schumacher, P. Burkhard, U. Aebi en H. Herrmann, „Crystal structure of the human lamin A coil 2B dimer: implications for the head-to-tail association of nuclear lamins,” vol. 343, pp. 1067-1080, 2004.

[11]

J. Frangioni en B. Neel, „Use of a general purpose mammalian expression vector for studying intracellular protein targeting: identification of critical residues in the nuclear lamin A/C nuclear localization signal,” Journal of cell science, vol. 105, pp. 481-488, 1993.

[12]

T. Dittmer en T. Misteli, „The lamin protein family,” Genome biology, pp. 1-14, 2011.

[13]

L. Gerace en G. Blobel, „The nuclear envelope lamina is reversibly depolymerized during mitosis,” Cell, vol. 19, pp. 277-287, 1 januari 1980.

[14]

C. Lehner, R. Stick, E. Nigg en H. Eppenberger, „Differential expression of nuclear lamin proteins during chicken development,” Journal of cell biology, vol. 105, pp. 577-587, juli 1987.

[15]

R. Rober, K. Weber en M. Osborn, „Differential timing of nuclear lamin A/C expression in the various organs of the mouse embryo and the young animal: a developmental study,” Development, vol. 105, pp. 365-378, 1 februari 1989.

[16]

C. Capanni, E. Mattioli, M. Columbaro, E. Lucarelli, V. Parnaik, G. Novelli, M. Wehnert, V. Cenni, N. Maraldi, S. Squarzoni en G. Lattanzi, „Altered pre-lamin A processing is a common mechanism leading to lipodystrophy,” Human molecular genetics , vol. 14, pp. 1489-1502, 2005.

[17]

D. Fisher, N. Chaudhary en G. Blobel, „cDNA sequencing of nuclear lamins A and C reveals primary and secondary structural homology to intermediate filament proteins,” Proceeding of the national academy of science, vol. 83, pp. 6450-6454, september 1986.

[18]

F. Lin en H. Worman, „Structural organization of the human gene (LMNB1) encoding nuclear lamin B1,” Genomics. 1995 May 20;27(2):230-6., vol. 27, pp. 230-236, 20 mei 1995.

[19]

K. H. Schreiber en B. K. Kennedy, „When lamins go bad: nuclear structure and disease,” Cell, vol. 152, pp. 1365-1375, 2013.

[20]

L. Beck, T. Hosick en M. Sinensky, „Isoprenylation is required for the processing of the lamin A precursor,” The journal of cell biology, vol. 110, pp. 1489-1499, mei 1990.

[21]

A. Quigley, Y. Dong, A. Pike, L. Dong, L. Shrestha, G. Berridge, P. Stansfeld, M. Sansom, A. Edwards, C. Bountra, F. von Delft, A. Bullock, N. Burgess-Brown en E. Carpenter, „The structural basis of ZMPSTE24-dependent laminopathies,” Science, vol. 339, nr. 6127, pp. 1604-1607, maart 2013.

[22]

M. Peter, E. Heitlinger, M. Haner, U. Aebi en E. Nigg, „Disassembly of in vitro formed lamin head-to-tail polymers by CDC2 kinase.,” The EMBO journal, vol. 10, pp. 1535-1544, juni 1991.

[23]

A. Karabinos, J. Schünemann, M. Meyer, U. Aebi en K. Weber, „The single nuclear lamin of Caenorhabditis elegans forms in vitro stable intermediate filaments and paracrystals with a reduced axial periodicity,” Journal of molecular biology, vol. 325, pp. 241-247, 10 januari 2003.

[24]

M. Goldberg, I. Huttenlauch, C. Hutchinzon en R. Stick, „Filaments made from A- and B-type lamins differ in structure and organization,” Journal of Cell Science , nr. 121, pp. 215-225, 2008.

[25]

M. Eriksson, W. Brown, L. Gordon, M. Glynn, J. Singer, L. Scott, M. Erdos, C. Robbins en T. Moses, „Recurrent de novo point mutations in lamin A cause Hutchinson-Gilford progeria syndrome,” Nature, vol. 423, pp. 293-298, 15 mei 2003.

[26]

J. Liu, T. Ben-Shahar, D. Riemer, M. Treinin, P. Spann, K. Weber, A. Fire en Y. Gruenbaum, „Essential Roles for Caenorhabditis elegans Lamin Gene in nuclear organization, cell cycle progression, and spatial organization of nuclear pore complexes,” Molecular biology of the cell, vol. 11, pp. 3937-3947, november 2000.

[27]

M. Crisp, Q. Liu, K. Roux, J. Rattner, C. Shanahan, B. Burke, P. Stahl en D. Hadzic, „Coupling of the nucleus and cytoplasm: role of the LINC complex,” Journal of cell biology, vol. 172, pp. 41-53, 2 januari 2006.

[28]

G. Galiová, E. Bártová, I. Raska, J. Krejcí en S. Kozubek, „Chromatin changes induced by lamin A/C deficiency and the histone deacetylase inhibitor trichostatin A,” European journal of cell biology, vol. 87, pp. 291-303, mei 2008.

[29]

H. Taniura, C. Glass en L. Gerace, „A chromatin binding site in the tail domain of nuclear lamins that interacts with core histones,” Journal of cell biology, vol. 131, p. 33–44, 1 october 1995.

[30]

M. Luderus, J. den Blaauwen, O. de Smit, D. Compton en R. Driel, „Binding of matrix attachment regions to lamin polymers involves single-stranded regions and the minor groove,” Molecular cell biology, vol. 14, pp. 6297-6305, 1994.

[31]

D. Ellis, H. Jenkins, W. Whitfield en C. Hutchinson, „GST-lamin fusion proteins act as dominant negative mutants in Xenopus egg extract and reveal the function of the lamina in DNA replication,” Journal of Cell Science, vol. 110, pp. 2507-2518, 1997.

[32]

T. Spann, R. Moir, A. Goldman, R. Stick en R. Goldman, „Disruption of Nuclear Lamin Organization Alters the Distribution of Replication Factors and Inhibits DNA Synthesis,” Journal of cell biology, vol. 136, p. 1201–1212, 24 maart 1997.

[33]

T. Spann, A. Goldman, C. Wang, S. Huang en R. Goldman, „Alteration of nuclear lamin organization inhibits RNA polymerase II dependent transcription.,” Journal of cell biology, vol. 165, pp. 603-608, 2002.

[34]

M. Mancini, B. Shan, J. Nickerson, S. Penman en W. Lee, „The retinoblastoma gene product is a cell cycle-dependent, nuclear matrix-associated protein,” Proceeding of the national academy of science, vol. 91, pp. 418-422, 4 januari 1994.

[35]

B. Johnson, R. Nitta, R. Frock, L. Mounkes, D. Barbie, C. Stewart en E. Harlow, „A-type lamins regulate retinoblastoma protein function by promoting subnuclear localization and preventing proteasomal degradation,” Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 101, p. 9677–9682, 29 juni 2004.

[36]

S. Güttinger, E. Laurell en U. Kutay, „Orchestrating nuclear envelope disassembly and reassembly during mitosis,” Nature reviews molecular cell biology, pp. 178-191, maart 2004.

[37]

S. Georgatos, A. Pyrpasopoulou en P. Theodoropoulos, „Nuclear envelope breakdown in mammalian cells involves stepwise lamina disassembly and microtubule-drive deformation of the nuclear membrane,” Journal of cell science, vol. 110, pp. 2129-2140, 1 september 1997.

[38]

S. Lee, J. Chan, M. Clement en S. Pervaiz, „Functional proteomics of resveratrol-induced colon cancer cell apoptosis: caspase-6-mediated cleavage of lamin A is a major signaling loop,” Proteomics, vol. 6, pp. 2386-2394, april 2006.

[39]

E. Slee, C. Adrain en S. Martin, „Executioner caspase-3, -6, and -7 perform distinct, non-redundant roles during the demolition phase of apoptosis,” The journal of biological chemistry, vol. 276, pp. 7320-7326, 9 maart 2001.

[40]

J. Broers, N. Bronnenberg, H. Kuijpers, B. Schutte, C. Hutchison en F. Ramaekers, „Partial cleavage of A-type lamins concurs with their total disintegration from the nuclear lamina during apoptosis,” European jounal of cell biology , vol. 81, pp. 677-691, december 2002.

[41]

L. Rao, D. Perez en E. White, „Lamin proteolysis facilitates nuclear events during apoptosi,” Journal of cell biology, vol. 135, pp. 1441-1451, december 1996.

[42]

B. Liu, D. Jin en Z. Zhou, „From loss to gain: role for SUN1 in laminopathies.,” Cell & Bioscience, vol. 2, nr. 21, pp. 1-3, 2012.

[43]

P. Scaffidi, L. Gordon en T. Misteli, „The cell nucleus and aging: tantalizing clues and hopeful promises,” Plos Biology, pp. 1855-1858, november 2005.

[44]

W. H. De Vos, F. Houben, M. Kamps, A. Malhas, F. Verheyen, J. Cox, E. Manders, V. Verstraeten, M. van Steensel, C. Marcelis, A. van den Wijngaard, D. Vaux, F. Ramaekers en J. Broers, „Repetitive disruptions of the nuclear envelope invoke temporary loss of cellular compartmentalization in laminopathies,” Human molecular genetics, pp. 4175-4186, 2011.

[45]

J. Bridger en I. Kill, „Aging of Hutchinson–Gilford progeria syndrome fibroblasts is characterised by hyperproliferation and increased apoptosis,” Experimental Gerontology, vol. 39, pp. 717-724, 2004.

[46]

I. Mariappan en V. Parnaik, „Sequestration of pRb by cyclin D3 causes intranuclear reorganization of lamin A/C during muscle cell differentiation,” Molecular biology of the cell, vol. 16, pp. 1948-1960, 1 april 2005.

[47]

K. Cao, B. Capell, M. Erdos, K. Djabali en F. Collins, „A lamin A protein isoform overexpressed in Hutchinson–Gilford progeria syndrome interferes with mitosis in progeria and normal cells,” Proceeding of the national academy of science, vol. 104, pp. 4949-4954, 20 maart 2007.

[48]

J. Toth, S. Yang, X. Qiao, A. Beigneux, M. Gelb, C. Moulson, J. Miner en L. Fong, „Blocking protein farnesyltransferase improves nuclear shape in fibroblasts from humans with progeroid syndromes,” Proceeding of the national academy of science, vol. 102, pp. 12873-12878, 8 juli 2005.

[49]

G. Bonne, M. Di Barletta, H. Bécane, E. Hammouda, L. Merlini, F. Muntoni, C. Greenberg, F. Gary, J. Urtizberea, D. Duboc, M. Fardeau, D. Toniolo en K. Schwartz, „Mutations in the gene encoding lamin A/C cause autosomal dominant Emery-Dreifuss muscular dystrophy,” Nature genetics, vol. 21, pp. 285-288, maart 1999.

[50]

S. Bione, E. Maestrini, S. Rivella, M. Mancini, S. Regis, G. Romeo en D. Toniolo, „Identification of a novel X-linked gene responsible for Emery-Dreifuss muscular dystrophy,” Nature genetics, vol. 8, pp. 323-327, december 1994.

[51]

J. Rankin en S. Ellard, „The laminopathies: a clinical review,” Clin Genet, vol. 70, pp. 261-274, 2006.

[52]

A. L. Souza, B. Asselbergh, C. D'ydewalle, K. Moonens, S. Goethals, V. De Winter, A. Azmi en J. Irobi, „Small heat shock protein HSPB1 mutants stabilize microtubules in Charot-Marie-Tooth neuropathy,” Journal of neuroscence, vol. 31, pp. 15320-15328, 2011.

[53]

A. De Sandre-Giovannoli, M. Chaouch, S. Kozlov, J. Vallat, M. Tazir, N. Kassouri, P. Szeptowski, T. Hammadouche, A. Vandenberghe, C. Stewart, D. Grid en N. Levy, „Homozygous defects in LMNA, encoding lamin A/C nuclear-envelope proteins, cause autosomal recessive axonal neuropathy in human (Charcot- Marie-Tooth disorder type 2) and mouse.,” The Americal journal of human genetics, vol. 70, pp. 726-736, 2002.

[54]

C. Goizet, R. Yaou, L. Demay, P. Richard, S. Bouillot, M. Rouanet, E. Hermosilla, G. Le Masson, A. Lagueny, G. Bonne en X. Ferrer, „A new mutation of the lamin A/C gene leading to autosomal dominant axonal neuropathy, musculardystrophy, cardiac disease, and leuconychia,” Journal of medecal genetics , vol. 41, pp. 1-5, 2004.

[55]

J. Hongzhao, P. Weatherall, A.-H. Beverley en G. Abhimanyu, „Increase skeletal muscle volume in women with familial partial lipodystrophy, dunnigan variety.,” J Clin Endocrinol Metab, vol. 98, pp. 1410-1413, augustus 2013.

[56]

A. Garg, „Gender Differences in the Prevalence of Metabolic Complications in Familial Partial Lipodystrophy (Dunnigan Variety),” The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, vol. 85, pp. 1776-1782, 1 mei 2000.

[57]

M. Vrijsen, Ga ik dood als ik twaalf ben, Van Halewyck, 2009.

[58]

L. Franklin en M. DeBusk, „The Hutchinson-Gilford progeria syndrome,” The journal of pediatrics, vol. 80, pp. 697-724, april 1972.

[59]

C. Chen, Y. Chi, R. Mutalif, M. Starost, T. Myers, S. Anderson, C. Stewart en K. Jeang, „Accumulation of the inner nuclear envelope protein sun1 is pathogenic in progeric and dystrophic laminopathies,” Cell, vol. 149, nr. 3, pp. 565-577, april 2012.

[60]

T. Dechat, A. Kohlmaier, S. Adam, M. Bozovsky, A. Goldman, S. Khuon, F. Collins en R. Goldman, „Mutant nuclear lamin A leads to progressive alterations of epigenetic control in premature aging,” Proceeding of the national acedemy of science, vol. 103, pp. 8703-8708, 6 juni 2006.

[61]

J. Marji, S. O'Donoghue, D. Mcclintock, V. Satagopam, R. Schneider, D. Ratner, H. Worman, L. Gordon en K. Djabali, „Defective lamin A-Rb signaling in Hutchinson-Gilford progeria syndrome and reversal by farnesyltransferase inhibition,” PLoS ONE, pp. 1-14, 15 juni 2010.

[62]

V. Butin-Israeli, S. Adam, A. Goldman en R. Goldman, „Nuclear lamin functions and disease,” Trends in genetics, vol. 28, pp. 464-470, 2012.

[63]

T. Sieprath, R. Darwiche en W. De Vos, „Lamins as mediators of oxidative stress,” Biochemical and biophysical research communications, vol. 421, pp. 635-639, 2012.

[64]

C. Navarro, J. Cadiñanos, A. De Sandre-Giovannoli, R. Bernard, S. Courrier, I. Boccaccio, A. Boyer, W. Kleijer, A. Wagner, F. Giuliano, F. Beemer en J. Freije, „Loss of ZMPSTE24 (FACE-1) causes autosomal recessive restrictive dermopathy and accumulation of Lamin A precursors,” Human molecular genetics, vol. 14, pp. 1503-1513, 1 juni 2005.

[65]

C. Moulson, G. Go, A. van der Wal, S. Sillevis, J. van Hagen en J. Miner, „Homozygous and compound heterozygous mutations in ZMPSTE24 cause the laminopathy restrictive dermopathy,” Journal of Investigative Dermatology, vol. 125, nr. 5, pp. 913-919, november 2005.

[66]

Q. Mok, R. Curley, J. Tolmie, R. Marsden, M. Patton en E. Davies, „Restrictive dermopathy: a report of three cases,” Journal of medical genetics, vol. 27, pp. 315-319, 1990.

[67]

M. Thill, T. Nguyen, M. Wehnert, D. Fischer, I. Hausser, S. Braun en C. Jackisch, „Restrictive dermopathy: a rare laminopathy,” Archives of gynecology and obstetrics, vol. 278, pp. 201-208, 2008.

[68]

P. Scaffidi en T. Misteli, „Lamin A-dependent nuclear defects in human aging,” Science, vol. 312, pp. 1059-1063, 2006.

[69]

P. Scaffidi en T. Misteli, „Lamin A-dependent nuclear defects in human aging,” Science, vol. 312, pp. 1059-1063, 19 mei 2006.

[70]

C. Capo-chichi, K. Cai, F. Simpkins, P. Ganjei-Azar, A. Godwin en X. Xu, „Nuclear envelope structural defects cause chromosomal numerical instability and aneuploidy in ovarian cancer,” BMC Medicine, vol. 9, nr. 18, pp. 1-11, 2011.

[71]

Y. Tang, Y. Chen, H. Jiang en D. Nie, „Promotion of tumor development in prostate cancer by progerin,” Cancer cell interantional, vol. 10, nr. 47, pp. 1-10, 2010.

[72]

N. Willes, R. Cox en C. Hutchison, „Lamin A/C Is a risk biomarker in colorectal cancer,” PLoS ONE, vol. 3, nr. 8, pp. 1-9, 2008.

[73]

D. Riddle, T. Blumenthal en B. Meyer, C. elegans II, Cold spring harbor laboratory press, 1997.

[74]

E. Bank, K. Ben-Harush, N. Feinstein, O. Medalia en Y. Gruenbaum, „Structural and physiological phenotypes of disease-linked lamin mutations in C. elegans,” Journal of Structural Biology, pp. 106-112, 2012.

[75]

J. Seoka, S. Warrenb, A. Cuencac, M. Mindrinosa en H. Bakerc, „Genomic responses in mouse models poorly mimic human inflammatory disease,” Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, pp. 1-6, 2013.

[76]

C. Philippeos, R. Hughes, A. Dhawan en R. Mitry, Human cell culture protocols, vol. Introduction to cell culture, R. Mitry en R. Hughes, Red., Humana press, 2012, pp. 1-2.

[77]

S. Bhatio, Textbook of biotechnologie, vol. Advantages and disadvantages of tissue culture, Darya Ganj, New Delphi, India: Atlantic, 2005, pp. 237-238.

[78]

K. Jaager, S. Islam, P. Zajac, S. Linnarsson en T. Neuman, „RNA-Seq analysis reveals different dynamics of differentiation of human dermis- and adipose-derived stromal stem cells,” Plos one, vol. 7, pp. 1-9, 2012.

[79]

D. Goulboure en D. Vaux, „HIV protease inhibitors inhibit FACE1/ZMPSTE24: a mechanism for acquired lipodystrophy in patients on highly active antiretroviral therapy?,” Biochemical Society Transactions , vol. 38, pp. 292-296, 2010.

[80]

M. Gerschensona en K. Brinkman, „Mitochondrial dysfunction in AIDS and its treatment,” Mitochondrion, vol. 4, nr. 5, pp. 763-777, september 2004.

[81]

T. Gaj, C. Gersbach en C. Barbas, „ZFN, TALEN, and CRISPR/Cas-based methods for genome engineering,” Trends in biotechnology, pp. 397-404, 2013.

[82]

J. Morrow, S. Cohen, A. Chang, H. Boyers, H. Goodman en R. Helling, „Replication and Transcription of Eukaryotic DNA in Escherichia coli,” Proceedings of the national academy of science, vol. 71, nr. 5, pp. 1743-1747, mei 1974.

[83]

H. Le Vine, Genetic engineering: a reference handbook, Santa Barbara : ABC-CLIO, 2006.

[84]

R. Jaenisch en B. Mintz, „Simian Virus 40 DNA Sequences in DNA of Healthy Adult Mice Derived,” Proceedings of the national academy of science, vol. 71, nr. 4, pp. 1250-1254, april 1974.

[85]

F. Sanger, S. Nicklen en A. Coulson, „DNA sequencing with chain-terminating inhibitors,” Proceedings of the national academy of science, vol. 74, nr. 12, pp. 5463-5467, 1977.

[86]

D. Goeddel, D. Kleid, F. Bolivar, H. Heyneker, D. Yansura, R. Crea, T. Hirose, A. Kraszewski, K. Itakura en A. Riggs, „Expression in Escherichia coli of chemically synthesized genes for human insulin.,” Proceedins of the national academy of science, vol. 76, nr. 1, pp. 106-110, januari 1979.

[87]

B. Alberts, A. Johnson, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts en P. Walter, Molecular Biology of the Cell, New York: Garland Science, 2002.

[88]

R. Winega, L. Lutze, J. Rufer en W. Morgan, „Spectrum of mutations produced by specific types of restriction enzyme-induced double-strand breaks,” Mutagenesis, pp. 439-445, november 1992.

[89]

K. Chen en C. Gao, „TALENs: Customizable molecular DNA scissors for genome engineering of plants,” Journal of genetics and genomics, vol. 40, pp. 271-279, 2013.

[90]

D. Carroll, J. Morton, K. Beumer en D. Segal, „Design, construction and in vitro testing of zinc finger nucleases,” Nature Protocols, vol. 1, pp. 1329 - 1341, 2006.

[91]

D. Wright, S. Thibodeau-Beganny, J. Sander, F. Winfrey, A. Hirsh, M. Eichtinger, F. Fu, M. Porteus, D. Dobbs, D. Voytas en K. Joung, „Standardized reagents and protocols for engineering zinc finger nucleases by modular assembly,” Nature Protocols, vol. 1, pp. 1637 - 1652, 2006.

[92]

N. Sanjana, L. Cong, Y. Zhou, M. Cunniff, G. Feng en F. Zhang, „A transcription activator-like effector toolbox for genome engineering,” Nature protocols, vol. 7, pp. 171-192, januari 2012.

[93]

F. Ran, P. Hsu, J. Wright, V. Agarwala, D. Scott en F. Zhang, „Genome engineering using the CRISPR/Cas9 system,” Nature protocols , vol. 8, nr. 11, pp. 2281-2308, 2013.

[94]

N. Pavletich en C. Pabo, „Zinc finger-DNA recognition: crystal structure of a Zif268-DNA complex at 2.1 A.,” Science, 1991.

[95]

A. Klug, „The discovery of zinc fingers and their applications in gene regulation and genome manipulation,” Annual review of biochemistry, pp. 213-231, 2010.

[96]

Y. Kim en S. Chandrasegaran, „Chimeric restriction endonuclease,” Proceedings of the national academy of science, pp. 883-887, 1994.

[97]

J. Bitinaite, D. Wah, A. Aggarwa en I. Schildkraut, „FokI dimerization is required for DNA cleavage,” Proceedings of the national academy of sciences, pp. 10570-10575, 1998.

[98]

E. Vanamee, S. Santagata en A. Aggarwal, „FokI requires two specific DNA sites for cleavage,” Journal of Molecular Biology, vol. 309, nr. 1, pp. 69-78, mei 2001.

[99]

D. Carroll, „Genome engineering with zinc-finger nucleases,” Genetics, vol. 188, pp. 773-782, augustus 2011.

[100]

J. Boch en U. Bonas, „Xanthomonas AvrBs3 family-type III effectors: discovery and function,” Annual Review of Phytopathology, vol. 48, pp. 419-436, September 2010.

[101]

M. Moscou en A. Bogdanove, „A simple cipher governs DNA recognition by TAL effectors,” Science, vol. 326, p. 1501, december 2009.

[102]

W. Zhu, B. Yang, J. Chittoor en F. White, „AvrXa10 contains an acidic transcriptional activation domain in the functionally conserved C terminus,” The American Phytopathological Society, vol. 11, pp. 824-832, april 1998.

[103]

J. Boch, H. Scholze, S. Schornack, A. Landgraf, S. Hahn, S. Kay, T. Lahaye, A. Nickstadt en U. Bonas, „Breaking the code of DNA binding specificity of TAL-type III effectors,” Science, vol. 326, pp. 1509-1512, december 2009.

[104]

L. Cong, R. Zhou, Y. Kuo, M. Cunniff en F. Zhang, „Comprehensive interrogation of natural TALE DNA-binding modules and transcriptional repressor domains.,” Nature communication, pp. 1-6, juni 2012.

[105]

M. Maeder, S. Thibodeau-Beganny, A. Osiak, D. Wright, R. Anthony, M. Eichtinger en T. Jiang, „Rapid “open-source” engineering of customized zinc-finger nucleases for highly efficient gene modification,” Molecular Cell, pp. 294-301, 25 juli 2008.

[106]

C. Mussolino, R. Morbitzer, F. Lütge, N. Dannemann, T. Lahaye en T. Cathom, „A novel TALE nuclease scaffold enables high genome editing activity in combination with low toxicity,” Nucleic Acids Research, pp. 9283-9293, November 2011.

[107]

S. Chen, G. Oikonomou, C. Chiu, B. Niles, D. Lee, J. Liu, A. Daniel, I. Antoshechkin en D. Prober, „A large-scale in vivo analysis reveals that TALENs are significantly more mutagenic than ZFNs generated using context-dependent assembly,” Nucleic Acids Research, vol. 41, pp. 2769-2778, 2013.

[108]

K. Pauwels, N. Podevin, D. Breyer, D. Carroll en P. Herman, „Engineering nucleases for gene targeting: safety and regulatory considerations,” New biotecnology, Augustus 2013.

[109]

F. Karginov en G. Hannon, „The CRISPR system: small RNA-guided defense in bacteria and archaea,” Molecular Cell, vol. 37, nr. 1, pp. 1-23, 15 januari 2010.

[110]

A. Bolotin, B. Quinquis, A. Sorokin en D. Ehrlich, „Clustered regularly interspaced short palindrome repeats (CRISPRs) have spacers of extrachromosomal origin,” Microbiology, vol. 151, pp. 2551-2561, 2005.

[111]

C. Wei, J. Liu, Z. Yu, B. Zhang, G. Gao en R. Jiao, „TALEN or Cas9 - Rapid, efficient and specific choices for genome modifications,” Journal of Genetics and Genomics, vol. 40, pp. 281-289, 2013.

[112]

J. Carte, R. Wang, H. Li, R. Terns en M. Terns, „Cas6 is an endoribonuclease that generates guide RNAs for invader defense in prokaryotes,” Genes & Development, vol. 22, pp. 3489-3496, 2008.

[113]

J. Garneau, M. Dupuis, M. Villon, D. Romero, R. Barrangou, P. Boyaval, C. Fremaux, P. Horvath en A. Magadan, „The CRISPR/Cas bacterial immune system cleaves bacteriophage and plasmid DNA,” Nature, vol. 468, pp. 67-72, 4 november 2010.

[114]

P. Mali, L. Yang, K. Elsvelt, J. Aach, M. Guell, J. DiCarlo, J. Norville en G. Church, „RNA-guided human genome engineering via Cas9,” Science, vol. 339, nr. 6121, pp. 823-826, februari 2013.

[115]

L. Cong, F. Ran, D. Cos, S. Lin, R. Barretto, N. Habib, P. Hsu, X. Wu, W. Jiang, L. Marraffini en F. Zhang, „Multiplex genome engineering using CRISPR/Cas systems,” Science, vol. 339, nr. 6121, pp. 819-823, 15 februari 2013.

[116]

E. Deltcheva, K. Chylinski, C. Sharma, K. Gonzales, Y. Chao, Z. Pirzada, M. Eckert, J. Vogel en E. Charpentier, „CRISPR RNA maturation by trans-encoded small RNA and host factor RNAse III,” Nature, vol. 471, nr. 3740, p. 602–607, 31 maart 2011.

[117]

F. Ran, P. Hsu, C. Lin, J. Gootenberg, S. Konermann, A. Trevino, D. Scott, A. Inoue, S. Matoba, Y. Zhang en F. Zhang, „Double nicking by RNA-guided CRISPR Cas9 for enhanced genome editing specificity,” Cell, vol. 154, pp. 1380-1389, 12 september 2013.

[118]

Y. Fu, J. Foden, C. Khayter, M. Maeder, D. Reyon, K. Joung en J. Sander, „High-frequency off-target mutagenesis induced by CRISPR-Cas nucleases in human cells,” Nature Biotechnology, vol. 31, nr. 9, pp. 822-826, september 2013.

[119]

P. Hsu, D. Scott, J. Weinstein, Z. Ran, S. Konermann, V. Agarwala, Y. Li, E. Fine, X. Wu, O. Shalem, T. Cradick, L. Marraffini, G. Bao en F. Zhang, „DNA targeting specificity of RNA-guided Cas9 nucleases,” Nature Biotechnology, vol. 31, nr. 9, pp. 827-832, september 2013.

[120]

T. Sullivan, D. Escalante-Alcalde, H. Bhatt, M. Anver, N. Bhat, K. Nagashima, C. Stewart en B. Burke, „Loss of A-type lamin expression compomises nuclear envelope integrity leading to muscular dystrophy,” Journal of cell biology, vol. 147, nr. 5, pp. 913-920, 1999.

[121]

T. Cermak, E. Doyle, M. Christion, L. Wang, Y. Zhang, C. Schmidt, J. Baller, N. Somia, A. Bogdanove en D. Voytas, „Efficient design and assembly of custom TALEN an other TAL effector-based constructs for DNA targeting,” Nucleic acid research, vol. 39, nr. 12, pp. 1-11, 2011.

[122]

J. Streubel, C. Blücher, A. Landgraf en J. Boch, „TAL effector RVD specificities and efficiencies,” Nature America, vol. 30, nr. 7, pp. 593-595, 2012.

[123]

C. Engler, R. Gruetzner, R. Kandzia en S. Marillonnet, „Golden gate shuffling: a one-pot DNA shuffling method,” Plos one, vol. 4, nr. 5, pp. 1-9, mei 2009.

[124]

M. Parkinsona en D. Lilley, „The junction-resolving enzyme T7 endonuclease I: quaternary structure and interaction with DNA,” Journal of Molecular Biology, vol. 270, nr. 2, pp. 169-178, 11 juli 1997.

[125]

J. Babon, M. McKenzie en R. Cotton, „The use of resolvases T4 endonuclease VII and T7 endonuclease I in mutation detection,” Methods in Molecular Biology, vol. 152, pp. 187-199, 2000 .

[126]

C. Pasay, L. Arlian, M. Morgan, D. Vyszenski-Moher, A. Rose, S. Walton en J. McCarthy, „High-resolution melt analysis for the detection of a mutation associated with permethrin resistance in a population of scabies mites,” Medical and Veterinary Entomology, vol. 22, nr. 1, pp. 82-88, Maart 2008.

[127]

H. Kim, E. Um, S. Cho, C. Jung, H. Kim en J. Kim, „Surrogate reporters for enrichment of cells with nuclease-induced mutations,” Nature methods, vol. 8, nr. 11, pp. 941-944, november 2011.

[128]

D. Stroud, L. Formosa, X. Wijeyerathne, T. Nguyen en M. Ryan, „Gene knockout using transcription activator-like effector nucleases (TALENs) reveals that human NDUFA9 protein is essential for stabilizing the junction between membrane and matrix arms of complex I,” The Journal of Biological Chemistry, vol. 288, pp. 1685-1690, 18 januari 2013.

[129]

J. Schmid-Burgk, T. Schmidt, V. Kaiser, K. Höning en V. Hornung, „A ligation-independent cloning technique for high-throughput assembly of transcription activator–like effector genes,” Nature biotechnology, vol. 31, pp. 76-81, 2013.

[130]

S. Dominici, V. Fiori, M. Magnani, E. Schena, C. Capanni, D. Camozzi, M. D'Apice, C. Le Dour, M. Auclair, M. Caron, G. Novelli, C. Vigouroux, N. Maraldi en G. Lattanzi, „Different prelamin A forms accumulate in human fibroblasts: a study in experimental models and progeria,” European Journal of Histochemistry, vol. 53, nr. 1, pp. 43-52, 2009.

[131]

J. Gruber, T. Lampe, M. Osborn en K. Weber, „RNAi of FACE1 protease results in growth inhibition of human cells expressing lamin A: implications for Hutchinson-Gilford progeria syndrome,” Journal of Cell Science, vol. 118, pp. 689-696, november 2004.

[132]

G. Beard, J. Dridger, I. Kill en D. Tree, „Towards a Drosophila model of Hutchinson–Gilford progeria syndrome,” Biochem. Soc. Trans., vol. 36, pp. 1389-1392, 2008.

[133]

J. Laganière, A. Cheng, D. Hockemeyer, Q. Gao, R. Alagappan, V. Khurana, L. Golbe, R. Myers, S. Lindquist, L. Zhang, P. Gregory, H. Zhang en R. Jaenish, „Generation of isogenic pluripotent stem cells differing exclusively at two early onset Parkinson point mutations,” Cell, vol. 146, pp. 318-331, 2011.

[134]

S. Ryan, N. Dolatabadi, S. Chan, X. Zhang, M. Akhtar, J. Parker, F. Soldner, C. Sunico, S. Nagar, M. Talantova, B. Lee, K. Lopez, A. Nutter, B. Shan, E. Molokanova, Y. Zhang, X. Han, T. Nakamura, E. Masliah, J. Yates, N. Nakanishi, A. Andeyev, S. Okamoto, R. Jaenisch, R. Ambasudhan en S. Lipton, „Isogenic human iPSC Parkinson’s model shows nitrosative stress-induced dysfunction in MEF2-PGC1a transcription,” Cell, vol. 155, nr. 6, pp. 1351-1364, 2013.

[135]

Z. Qiu, M. Liu, Z. Chen, Y. Shao, H. Pan, G. Wei, C. Yu, L. Zhang, X. Li, P. Wang, H. Fan, B. Du, B. Liu, M. Lui en D. Li, „High-efficiency and heritable gene targeting in mouse by transcription activator-like effector nucleases,” Nucleic acids research, vol. 41, nr. 11, pp. 1-12, juni 2013.

[136]

S. Chen, G. Oikonomou, C. Chiu, B. Niles, J. Liu, D. Lee, I. Antoshechkin en D. Prober, „A large-scale in vivo analysis reveals that TALENs are significantly more mutagenic than ZFNs generated using context-dependent assembly,” Nucleic acids research, vol. 41, nr. 4, p. 2769–2778, 2013.

[137]

Y. Kim, J. Kweon, A. Kim, J. Chon, J. Yoo, H. Kim, S. Kim, C. Lee, E. Jeong, E. Chung, D. Kim, M. Lee, E. Go, H. Song, H. Kim, N. Cho en D. Bang, „A library of TAL effector nucleases spanning the human genome,” Nature biotechnology, vol. 31, nr. 3, pp. 251-259, maart 2013.

[138]

C. Mussolino, J. Alzubi, E. Fine, R. Morbitzer, T. Cradick, T. Lahaye, G. Bao en T. Cathomen, „TALENs facilitate targeted genome editing in human cells with high specificity and low cytotoxicity,” Nucleic Acids Research, pp. 1-12, 2014.

[139]

J. Zhang, Q. Lian, G. Zhu, F. Zhou, L. Sui, C. Tan, R. Mutalif, R. Navasankari, Y. Zhang, H. Tse, C. Stewart en A. Colman, „A human iPSC model of hutchinson gilford progeria reveals vascular smooth muscle and mesenchymal stem cell defects,” Cell stem cell, vol. 8, nr. 1, pp. 31-45, 7 januari 2011.

[140]

G. Liu, K. Suzuki, J. Qu, I. Sancho-Martinez, F. Yi, M. Li, S. Kumar, E. Nivet, J. Kim, R. Soligalla, I. Dubova, A. Goebl, N. Plongthongkum, H. Fung, K. Zhang, J. Loring, L. Laurent en I. Belmonte, „Targeted gene correction of laminopathy-associated LMNA mutations in patient-specific iPSCs,” Cell stem cell, vol. 8, nr. 6, pp. 688-694, 3 juni 2011.

[141]

P. Simara, J. Motl en D. Kaufman, „Pluripotent stem cells and gene therapy,” Translational research, vol. 161, nr. 4, pp. 284-291, 2013.

[142]

G. Galiova, E. Bartova, I. Raskab, J. Krejci en S. Kozubek, „Chromatin changes induced by lamin A/C deficiency and the histone deacetylase inhibitor trichostatin A,” European journal of cell biology, vol. 87, p. 291–303, 2008.

[143]

J. Miller, M. Holmes, J. Wang, D. Guschin, Y. Lee, I. Rupniewski, C. Beausejour, A. Waite, N. Wang, K. Kim, P. Gregory, C. Pabo en E. Rebar, „An improved zinc-finger nuclease architecture for highly specific genome editing,” Nature biotechnology, vol. 25, nr. 7, pp. 778-785, juli 2007.

[144]

T. Misteli en P. Scaffidi, „Genome instability in progeria: when repair gets old,” Nature Medicine, vol. 11, pp. 718 - 719, 2005.

[145]

E. Pennisi, „The CRISPR Craze,” Science, vol. 341, nr. 6148, pp. 833-836, augustus 2013.

[146]

S. Gray, S. Foti, J. Schwartz, L. Bachaboina, B. Taylor-Blake, J. Coleman, M. Ehlers, M. Zylka, T. McCown en J. Samulski, „Optimizing promoters for recombinant adeno-associated virus-mediated gene expression in the peripheral and central nervous system using self-complementary vectors,” Human gene therapy, vol. 22, pp. 1143-1153, 2011.

[147]

E. Minskaia en M. Ryan, „Protein coexpression using FMDV 2A: effect of ‘linker’’ residues,” BioMed Research International, vol. 2013, pp. 1-12, 2013.

 

Universiteit of Hogeschool
Bio-ingenieurswetenschappen
Publicatiejaar
2014
Kernwoorden
Deel deze scriptie