Untersuchung des Verhältnisses der Kopienzahl von mitochondrialer DNA zu nukleärer DNA in humanen Geweben

Abstract: Die Untersuchung der mitochondrialen DNA ist ein wichtiger Bestandteil für eine Vielzahl an forensisch-molekularbiologischen Analysen. Im Gegensatz zur nukleären DNA liegt sie in einer größeren, variablen Kopienzahl pro Zelle vor. Die Kopienzahl ist unter anderem von der Anzahl an Mitochondrien und der Aktivität der unterschiedlichen Zellen abhängig. Darüber hinaus wurde während der Evolution ein großer Teil des ursprünglichen mitochondrialen Genoms in das Kerngenom eukaryotischer Zellen integriert. Dieser Prozess ist fortlaufend und dabei können sogenannte nukleäre mitochondriale DNA-Insertionen entstehen.
Diese DNA-Insertionen weisen keine bekannte Funktion auf. Sie können jedoch bei Untersuchungen der mtDNA, insbesondere bei der massiven parallelen Sequenzierung, zu Fehlinterpretationen führen. Um dies zu verhindern, ist es wichtig das Verhältnis von nukleärer und mitochondrialer DNA in zu analysierenden Proben zu kennen und die richtigen DNA-Mengen für den Versuchsaufbau zu verwenden. Hierzu wurde in einem ersten Schritt die im Institut für gerichtliche Medizin Innsbruck entwickelte quantitative PCR Methode SDquants in Freiburg etabliert. Bei dieser Methode können die Konzentration der nukleären DNA und die Kopienzahl der mitochondrialen DNA parallel bestimmt werden. Anschließend wurde das Verhältnis der mitochondrialen zur nukleären DNA in einem Probenkollektiv von zehn humanen Geweben (Blut, Gehirn, Haare, Herzmuskel, Knochen, Leber, Lunge, Mundschleimhaut, Niere, Skelettmuskel) mittels dieser Methode bestimmt und mit bekannten Werten aus der Literatur verglichen. Abschließend wurde mithilfe der gemessenen Werte versucht eine Empfehlung für das Einsetzen geeigneter DNA-Mengen in massive parallele Sequenziertechniken bei der Untersuchung mitochondrialer DNA in humanen Geweben zu entwickeln.
Die in dieser Arbeit bestimmten Werte für die Kopienzahl der mitochondrialen DNA variierten zwischen den Geweben sehr stark. So weisen Gehirn, Herzmuskel, Leber und Skelettmuskel sehr hohe mitochondriale Kopienzahlen pro Zelle auf (Median: 2907-7453). Im Vergleich dazu zeigen Blut, Knochen, Mundschleimhaut und Lunge geringere Mengen an mtDNA (253-733). Die von uns gemessenen Werte stimmen größtenteils mit den in der Literatur beschriebenen Kopienzahlen überein. Neben den gewebespezifischen Unterschieden konnten auch sehr starke personenabhängige Unterschiede in den einzelnen Geweben festgestellt werden. Aus diesem Grund konnte keine allgemeingültige Aussage für das Einsetzen von DNA-Mengen für die massive parallele Sequenzierung getroffen werden. Es ist daher empfehlenswert die mitochondriale Kopienzahl für alle zu analysierenden Proben einzeln zu bestimmen und entsprechend für die geplanten Untersuchungen zu verwenden

Object Details

• Location: Deutsche Nationalbibliothek Frankfurt am Main
• Extent: Online-Ressource
• Language: Deutsch
• Notes: Universität Freiburg, Dissertation, 2024

Classification and Topics

• Keyword: Mitochondrium ; DNS ; Mitochondriale DNS ; Molekularbiologie ; Rechtsmedizin

Contributors, Places and Time

• Event: Veröffentlichung
• (where): Freiburg
• (who): Universität
• (when): 2024
• Creator: Hörer, Steffen
• Contributor: Lutz-Bonengel, Sabine ; Lutz-Bonengel, Sabine ; Hofmann, Maike ; Albert-Ludwigs-Universität Freiburg. Medizinische Fakultät ; Albert-Ludwigs-Universität Freiburg. Medizinische Fakultät

Further information

• DOI: 10.6094/UNIFR/255600
• URN: urn:nbn:de:bsz:25-freidok-2556003
• Rights: Open Access; Der Zugriff auf das Objekt ist unbeschränkt möglich.
• Last update: 25.03.2025, 1:53 PM CET