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Human αl-antitrypsin: molecular diagnosis of mutation and animal models of human pathology.

α1-antitripsina umana: diagnosi molecolare di mutazione e modelli animali di patologia umana

Abstract

A mutant gene for α1-antitrypsin (αlAT) was isolated and analyzed to determine a method for molecular diagnosis of the protein deficiency, which is involved in severe liver and lung diseases. The mutant gene (called Z allele) has two point mutations: the first mutation is located in exon V and is present in all the subjects with protein deficiency; the other one is located in exon III and is present in the same subjects and in 23% ot normal individuals. To identity exon III and exon V ot α1AT among the total genome we synthesized lour oligonucleotides that are complementary to sequences flanking the mutation sites and act as primers for a polymerization chain reaction. The amplified fragments were digested with BstEII enzyme. The restriction site is present in exon III ot the normal gene and is abolished by the mutation in exon III of the Z gene. The amplified DNA fragments were cloned and sequenced. These results allow: a) a molecular diagnosis of the mutation (even in at risk fetuses); b) the construction of mutant genes tor production or transgenic mice.

Riassunto

Un gene mutato per ľα1-antitripsina (α1AT) umana è stato isolato ed analizzato a livello molecolare. La mutazione induce bassi livelli plasmatici della proteina ed una importante patologia polmonare ed epatica. Ľallele mutato considerato (allele Z) presenta due mutazioni puntiformi: una è a livello del V esune del gene e si ritrova in tutti i soggetti carenti, ľaltra è nel III esone ed è presente sia nei soggetti carenti che nel 23% dei soggetti normali. Per identificare sui genoma totale il gene delľα1AT abbiamo sintetizzato quattro oligonucleotidi, complementari a sequenze fiancheggianti le due mutazioni, che funzionano da primer per una particolare DNA polimerasi termoresistente. Il III esone amplificato è stato digerito con ľenzima di restrizione BstEII il cui sito, normalmente presente, viene soppresso dalla mutazione. I due esoni amplificati sono stati quindi sequenziari e inseriti separatamente in un vettore plasmidico. I nostri risultati permettono: a) la diagnosi molecolare di mutazione e la diagnosi prenatale dei feti a rischio; b) la costruzione di geni anomali utilizzabili nella costruzione di animali transgenici.

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Correspondence to Laura Amicone or Antonio Fantoni or Marco Tripodi or Corrisp M. Brunori.

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Nella seduta del 16 giugno 1989.

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Amicone, L., Fantoni, A., Tripodi, M. et al. Human αl-antitrypsin: molecular diagnosis of mutation and animal models of human pathology.. Rend. Fis. Acc. Lincei 1, 99–104 (1990). https://doi.org/10.1007/BF03001754

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Key words

  • Protease inhibitors
  • α1-antitrypsin
  • DNA amplification