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Informationen zu historischen Fraßschäden durch Forstinsekten konnten in der Vergangenheit allein über die Anlage von Langzeituntersuchungsflächen erhoben oder mit Hilfe von Jahrringanalysen abgeschätzt werden. Ein Langzeitmonitoring, wie es auch seit 1984 auf Level II - Flächen in Bundesforsten durchgeführt wird, ist allerdings mit hohem zeitlichen und finanziellem Aufwand verbunden und deckt zudem nur einen kurzen Zeitraum ab. Mittels Jahrringanalysen erhält man zwar weiter zurückreichende Informationen, diese sind jedoch mit einer gewissen Unsicherheit behaftet, da nur über ein Ausschlußverfahren klimatische bzw. abiotische Ursachen für Zuwachsstörungen ausgeschlossen werden. Eine Methode, mit der man direkt dort ansetzen kann, wo der Schaden passiert – an der Belaubung eines Baumes – war in der Vergangenheit nicht gegeben. Seit Anfang der 1990er Jahre ist dies jedoch mit dem sog. Nadelspurverfahren (KURKELA & JALKANEN 1990) möglich. Mit Hilfe dieser Technik kann die Benadelung von Koniferen retrospektiv entlang von Hauptachsen (Stamm, Äste) über das gesamte Lebensalter eines Baumes aufgedeckt werden, wobei die erhobenen Benadelungsparameter eine direkte Auskunft über Auffälligkeiten im enadelungsmuster geben (JALKANEN 1995, SANDER 1997) können.
Introduction: Esophageal atresia with or without tracheoesophageal fistula (EA/TEF) occurs approximately 1 in 3.500 live births representing the most common malformation of the upper digestive tract. Only half a century ago, EA/TEF was fatal among affected newborns suggesting that the steady birth prevalence might in parts be due to mutational de novo events in genes involved in foregut development.
Methods: To identify mutational de novo events in EA/TEF patients, we surveyed the exome of 30 case-parent trios. Identified and confirmed de novo variants were prioritized using in silico prediction tools. To investigate the embryonic role of genes harboring prioritized de novo variants we performed targeted analysis of mouse transcriptome data of esophageal tissue obtained at the embryonic day (E) E8.5, E12.5, and postnatal.
Results: In total we prioritized 14 novel de novo variants in 14 different genes (APOL2, EEF1D, CHD7, FANCB, GGT6, KIAA0556, NFX1, NPR2, PIGC, SLC5A2, TANC2, TRPS1, UBA3, and ZFHX3) and eight rare de novo variants in eight additional genes (CELSR1, CLP1, GPR133, HPS3, MTA3, PLEC, STAB1, and PPIP5K2). Through personal communication during the project, we identified an additional EA/TEF case-parent trio with a rare de novo variant in ZFHX3. In silico prediction analysis of the identified variants and comparative analysis of mouse transcriptome data of esophageal tissue obtained at E8.5, E12.5, and postnatal prioritized CHD7, TRPS1, and ZFHX3 as EA/TEF candidate genes. Re-sequencing of ZFHX3 in additional 192 EA/TEF patients did not identify further putative EA/TEF-associated variants.
Conclusion: Our study suggests that rare mutational de novo events in genes involved in foregut development contribute to the development of EA/TEF.