Genetic risk factors for type 2 diabetes and its complications: analyses of DNA extracted from serum

Abstract

Abstract

Aims/hypothesis Diabetes, a metabolic disease rapidly increasing worldwide, is triggered by both genetic and environmental factors. Longitudinal studies, such as the Malmö Prospective
Project (MPP), give a unique opportunity to study life-long risk of developing a disease. In MPP, more than 2,000 individuals developed diabetes during a mean 25-year follow-up time. However, patients with incident diabetes who died or otherwise did not participate at follow-up could have had more severe forms of the disease and its complications. Therefore, it is important to study genetic risk factors for developing diabetes and its complications in patients who attended the re-screening visit compared to those who did not. In this study, we aimed to optimize an available method for DNA extraction from serum in order to enable analysis of genetic risk factors in individuals who developed diabetes, but who died or were otherwise lost at followup in the MPP study. Methods Current methods for DNA extraction from small volumes of serum give a low DNA yield. Therefore, an improvement of available methods is very important in order to analyze this valuable material. DNA extraction was performed according to the QIAamp® UltraSens™ Virus Kit with and without glycogen solution. Results In the present study, we found that glycogen significantly improved DNA yield from serum by more than 30% (p<0.001). We also confirmed quality of the obtained DNA by genotyping known SNPs associated with type 2 diabetes. Conclusions/interpretation We demonstrate for the first time that adding glycogen to the DNA isolation from serum significantly improves DNA yield and gives good quality for genetic analyses.

Abstract (Swedish)

Upptäcka gener inblandade i diabetes

I många sjukdomar, så som diabetes, spelar människans gener en viktig roll i vem som insjuknar och hur utvecklingen sker. Därför är det viktigt att, i den mån det går, identifiera dessa gener så vid insjuknande, ge varje patient en mer specialiserad vård som kan bromsa sjukdomsförloppet.

Diabetes är en metabolisk sjukdom där kroppen inte kan reglera glukoshalten (blodsockret) i blodet. När man äter höjs blodsockret vilket bukspottkörteln i kroppen känner av och svarar genom att dess celler släpper ut insulin. Insulinet får kroppens vävnad att ta upp glukos från blodet som lagras för att kunna omvandlas till energi. Vid diabetes fungerar inte denna process i ett eller flera steg. De två vanligaste typerna är: bukspottkörteln kan inte frisätta tillräckliga mängder insulin som leder till att glukoshalten ökar (typ 1 diabetes) eller att kroppens vävnader inte längre reagerar på insulinets signaler (typ 2 diabetes). Orsaken till att man utvecklar typ 2 diabetes är en kombination av arv (genetisk variation) samt faktorer i personens omgivning som utlöser sjukdomen, så som fetma.

I denna studie var jag intresserade av den genetiska faktorn som ökar risken för att utveckla typ 2 diabetes och dess komplikationer. På 1970- och 80-talet var många personer kallade till en medicinskt förebyggande studie i Malmö och utav dessa var det väldigt många som utvecklade och dog på grund av diabeteskomplikationer innan uppföljningsbesöket. Genetiska studier var inte lika framskridna på den tiden så som nu och därför sparades inte blod utan endast serum (blod med avlägsnade blodkroppar och koagulationsfaktorer) för analyser. Följaktligen vill man nu filtrera fram DNA från serum för att kunna studera generna hos den grupp människor där det fattas genetisk information. Detta har visat sig vara svårt eftersom det är så lite DNA i serum. Olika modifikationer av tillgänglig metod testades för att förbättra reningsmetoden av DNA. Tanken med denna process är att få nukleinsyrorna (DNA) i serumet att binda till ett speciellt membran så man kan tvätta bort oönskade ämnen och slutligen få fram rent DNA. Bland annat lyckades jag med denna metod få över 30 procent förbättring av DNA koncentration genom att tillsätta glykogen (socker molekyler som sitter ihop) till processen.

När man har rent DNA, kan man analysera generna med hjälp av single nucleotide polymorphisms (korta DNA sekvenser med olika genvarianter) som binder till olika områden associerade med diabetes i DNA:t. På så vis kan man få reda på vilken genvariant en individ har, så kallad genotyping.

Genom att analysera DNA:t från diabetiker som dog av förödande komplikationer, är det möjligt att få reda på den genetiska orsaken som gjorde att dessa patienter fick svårare diabetiska komplikationer. Det ger även en möjlighet att studera gener från de som levt länge och kanske har en genetisk skyddande faktor som de avlidna saknar. Eftersom diabetes är en sjukdom där man dör av komplikationer och inte av själva sjukdomen öppnar denna forskning nya dörrar för att hjälpa kommande generation diabetiker.

Handledare: Valeriya Lyssenko
Examensarbete 30 hp för masterexamen i Molekylär Genetik 2012
Biologiska institutionen, Lunds universitet
Lunds Universitet Diabetes Center (LUDC)

• author: Geidenstam, Nina
• supervisor: Valeriya Lyssenko
• organization: Degree Projects in Molecular Biology
• course: MOBM19 20112
• year: 2012
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Biology and Life Sciences
• language: English
• id: 3731797
• date added to LUP: 2013-04-26 16:32:44
• date last changed: 2013-04-26 16:32:44