COLLÈGE CANADIEN DES GÉNÉTICIENS MÉDICAUX (CCGM

COLLÈGE CANADIEN DES GÉNÉTICIENS MÉDICAUX
(CCGM)
Examen de spécialité génétique moléculaire
4 Mai 2010
Durée: 3 heures
Nombre total de pages: 11
Nombre total de points: 103.5
Instructions:
1. Assurez-vous que votre numéro de candidat figure sur chaque feuille du cahier de
réponse. Ne pas utiliser votre nom.
2. Merci d’utiliser un stylo bleu ou noir. Ne pas utiliser de crayon à papier.
3. Vous pouvez répondre à chaque question sous forme de liste et avec des tableaux et des
diagrammes si approprié. Merci de montrer tous les calculs.
4. Merci de rendre tout le matériel d’examen à la fin de l’examen.
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1. SUJET:
Méthodologie: séquençage de l’ADN (12 points)
A. Vous testez actuellement la maladie X par séquençage direct de tous les exons du gène
responsable en utilisant la méthode de Sanger avec 4 réactions simultanées de terminaison de
chaîne différentes et électrophorèse sur capillaires. Décrire brièvement 6 étapes du protocole
de laboratoire en termes généraux, en commençant par l’étape suivant l’extraction de l’ADN.
(6 points)
B. Pour les situations suivantes observées durant le séquençage d’ADN obtenus avec la méthode
Sanger avec 4 réactions simultanées de terminaison de chaîne différentes, donner une
explication technique pour chacune d’entre elles, et proposer une action que le laboratoire
peut entreprendre pour corriger le problème:
1. Courtes longueurs des réactions de séquence, avec un signal élevé au début de chaque
fragment, diminuant rapidement (2 points)
2. Régions de larges artéfacts d’un marqueur fluorescent, ou « dye blobs » dans un fragment
de séquence d’ADN par ailleurs de bonne qualité (2 points)
3. Réactions de séquence d’ADN avec des scores de qualité médiocre de façon générale (2
points)
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2. SUJET : Matériel génétique, variation humaine, méthodes de détection (16.5 points)
A. Dessiner le schéma d’un gène codant pour une protéine dans un contexte génomique. Situer
les éléments suivants: le promoteur, un intron, un exon, le site de début de la transcription, le
site de début de la traduction, l’arrêt de la transcription, l’arrêt de la traduction, le site
d’épissage accepteur et le site d’épissage donneur. (4.5 points)
B. Décrire les types et emplacements de 4 mutations différentes qui peuvent être
raisonnablement considérées pathogéniques dans le schéma dessiné pour la question A cidessus. (4 points)
Vous n’avez pas accès à la technologie de séquençage. Décrivez deux méthodes pour tester
chacune des mutations décrites dans votre réponse à la question B ci-dessus. (Les méthodes
peuvent être identiques mais doivent être appropriées pour le type de mutation et vous devez
décrire brièvement le fonctionnement de chaque méthode). (8 points)
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3.
SUJET : Calcul de risque (12 points)
Ci-dessous est dessiné le pedigree d’une famille dont un enfant est affecté par la mucoviscidose. L’enfant
atteint (II-1) a été identifié par un taux élevé de la trypsine immunoréactive (TIR) lors du dépistage
néonatal, le diagnostique étant confirmé par des signes cliniques. L’analyse mutationnelle de II-1 est en
cours. Tous les individus figurant sur ce pedigree sont d’origine nord-européenne.
I 1 2 3 4 II III 1 2 3 1 A. En utilisant les informations contenues dans le pedigree, calculer le risque que II-2 soit
porteur de la mucoviscidose, de même que celui de II-3 (épouse de II-2), et le risque du fetus
III-1 d'être atteint de mucoviscidose. L’incidence de la mucoviscidose dans la population
générale nord-européenne est de 1/2500. (5 points)
B. Le résultat de l’analyse mutationnelle devient disponible pour II-1. L’enfant atteint (II-1) a
deux mutations connues, delF508 et G542X. Les parents de II-1 sont testés, et I-1 est porteur
de delF508 alors que I-2 est porteuse de G542X. II-2 est testé en utilisant le même panel de
mutations (le panel utilisé détecte entre autres les deux mutations delF508 et G542X) et un
résultat négatif est rapporté pour II-2 (négatif pour la mutation familiale G542X). Le panel
utilisé a une sensibilité de 85% pour la détection des mutations de la mucoviscidose chez les
individus de même origine ethnique que II-2. Calculer le risque résiduel que II-2 soit porteur
d’une mutation de la mucoviscidose. (5 points)
C. A la naissance, le dépistage néonatal biochimique de la mucoviscidose pratiqué sur III-1
montre un résultat compatible avec un statut de porteur. L’analyse des mutations incluant
delF508 et G542X révèle que III-1 est porteur de la mutation G542X. Donner deux
explications pour ce résultat inattendu étant donné le résultat des tests de la question B cidessus. (2 points).
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4) SUJET : Anomalies génomiques (19 points)
A. Décrire deux techniques moléculaires pouvant déterminer les variations du nombre de copies
de l’ADN et illustrer leur utilisation en utilisant un exemple de maladie pour chacune des
deux. (10 points).
B. Décrire deux avantages et deux inconvénients pour chacune des méthodes décrites dans la
question A ci-dessus. (4 points).
C. A l’aide d’une technique moléculaire, vous avez identifié une nouvelle duplication d’un exon
d’un gène. Cette duplication n’a été rapportée ni dans une base de données disponible sur
Internet ni dans la littérature. Décrire 3 investigations qui peuvent être entreprises en
laboratoire pour confirmer la présence de cette mutation et/ou ses effets potentiels sur la
protéine produite par le gène. (3 points).
D. Un médecin vous consulte à propos d’une patiente enceinte qui est porteuse d’une délétion
du gène DMD responsable de la myopathie de Duchenne. L’analyse cytogénétique du fœtus
de cette patiente montre qu’il a le caryotype suivant : 47,XXY. Si la grossesse continue,
quelles sont les deux issues possibles pour le fœtus en ce qui concerne la myopathie de
Duchenne ? (2 points).
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5.
TOPIC:
Molecular Mechanism of Disease (8 marks) SUJET :
Mécanisme moléculaire des maladies (8 points)
Expliquer la signification et le mécanisme moléculaire sous-jacent de 4 des 5 termes suivants, et
décrire une maladie génétique humaine illustrant le mécanisme pour chacun des termes choisis :
a. Disomie uniparentale
b. Mosaïque
c. Anticipation
d. Pénétrance
e. Hétéroplasmie
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6.
SUJET : Mécanisme moléculaire des maladies (13 points)
Le pedigree ci-dessous illustre une famille avec une histoire de retard de développement.
A. Donner une explication moléculaire possible pour les signes cliniques trouvés dans cette
famille, en tenant compte de la famille entière pour formuler votre réponse. (5 points)
I II III 1 2 3 4 1 2 3 1 I-2
Léger retard de développement
I-3
Insuffisance ovarienne précoce
II-1
Retard de développement
II-2
Ataxie
B. Quelle analyse pourriez-vous demander et sur quel membre de la famille la pratiquer pour
déterminer le diagnostique le plus probable chez cette famille (discuter une possibilité seulement) ?
(2 points)
C. En raison des signes cliniques décrits ci-dessus, quels résultats anticipez-vous si cette analyse est
réalisée sur les 4 membres de la famille énumérés dans la question A ci-dessus ? (4 points)
D. III-1 montre des signes de contractures à l’échographie. Comment pouvez-vous expliquer cela ?
Quel est le risque que la maladie familiale fait courir à ce fœtus ? (2 points)
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7.
TOPIC:
Test Sensitivity, Specificity and Validation (15 marks) SUJET :
Sensibilité, spécificité et validation des tests (15 points)
La maladie autosomale récessive « cataractes congénitales, retard de croissance et retard mental
(CCCM) » est commune dans votre région. Une étude récente a montré que 5 mutations faux-sens
dans le gène CCCM sont retrouvées chez les individus atteints de votre région.
A. Énumérez 4 techniques différentes que vous pouvez utiliser pour diagnostiquer cette maladie,
ainsi qu’un avantage et un inconvénient pour chacune d’entre elles. (8 points).
B. Énumérez 6 étapes nécessaires pour valider et mettre en place un des tests de votre liste ci-dessus
dans votre laboratoire. (3 points)
C. Vous développez et validez ce test dans votre labo, et en travaillant avec les médecins de votre
région, vous collectez les données suivantes pour la population servie par votre labo (voir table cidessous). Etant donné ces nombres, calculez la sensibilité et la spécificité de ce test. Est-ce que c’est
un test diagnostique fiable ? Pourquoi ou pourquoi pas ? (4 points)
Maladie CCCM
Présente
Absente
Positif
19
49
68
Négatif
1
931
932
20
980
1000
Résultat du test
8
8. SUJET : Nomenclature des mutations (8 points)
La séquence ci-dessous provient de l’exon 1 du gène CFTR, de 5’ en 3’. Les lettres majuscules
indiquent la région de l’exon qui est transcrite en ARNm, les lettres minuscules indiquent la
séquence génomique flanquant l’exon, et les acides aminés sont indiqués par leur code en lettre
au dessus de la séquence ADN. Les régions soulignées indiquent la position des amorces sens et
anti-sens utilisés à la fois pour la PCR (amplification en chaîne par polymérase) et le séquençage.
Une table de codons peut être trouvée ci-dessous.
A. Pour les mutations suivantes, indiquer la nomenclature HGVS correcte en utilisant la
désignation de l’ADNc et la désignation pour une protéine si approprié. (4 points)
1. C changé en A au 4ème nucléotide en aval (côté 3’) du site de départ de la transcription
2. C changé en T au 6ème nucléotide en amont (côté 5’) du site de départ de la transcription
3. G to T at the first nucleotide of intron 1 G en T au premier nucléotide de l’intron 1
4. Délétion des 11ème et 12ème nucléotides en aval (côté 3’) du site de départ de la
transcription
B. Le changement de nucléotide en #1 ci-dessus n’a jamais été rapporté ni dans une base de
données spécifiques de maladies ni dans la littérature. Énumérez 4 façons différentes
d’explorer la relation possible entre ce variant et la maladie. (4 points)
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cagaatcgggaaagggaggtgcggggcggcgagggagcgaaggaggagaggaggaaggagcgggagggg
5’
(amorce sens)
tgctggcgggggtgcgtagtgggtggagaaagccgctagagcaaatttggggccggaccaggcagcactc
ggcttttaacctgggcagtgaaggcgggggaaagagcaaaaggaaggggtggtgtgcggagtaggggtgg
gtggggggaattggagcaaatgacatcacagcaggtcagagaaaaTTGAGCGGCAGGCACCCAGA
M
Q
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P
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GAA AAG
GCT
R
AGG/
gtgagaaggtggccaaccgagcttcggatgcccacgaaagaggagggcgtgtgtatgggttgggtttgggg 3’
(amorce anti-sens)
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