OMIM Entry – # 277700 – WERNER SYNDROME; WRN

TEXT

Tässä merkinnässä käytetään numeromerkkiä (#), koska Wernerin oireyhtymä (WRN) aiheutuu homotsygoottisesta tai yhdistelmäheterotsygoottisesta mutaatiosta kromosomissa 8p12 sijaitsevassa RECQL2-geenissä (604611), joka koodaa E. coli RecQ-dna-selikaasihomologia.

Vrt. myös Hutchinson-Gilfordin progeriaoireyhtymä (Hutchinson-Gilford progeria syndrome, HGPS; 176670), vaikeampi progeroidinen oireyhtymä, joka puhkeaa aikaisemmin ja jonka aiheuttaa mutaatio LMNA-geenissä (150330).

Wernerin oireyhtymä on harvinainen autosomaalinen resessiivisesti periytyvä, segmentaalinen, segmentaalisesti ilmenevä progeroidinen syndrooma. Potilailla esiintyy paitsi kiihtyneen ikääntymisen ulkonäköä (ennenaikainen harmaantuminen, hiusten oheneminen, ihon surkastuminen ja ihonalaisen rasvan surkastuminen), myös useita ikääntymiseen yleisesti liittyviä häiriöitä, kuten molemminpuolista harmaakaihia, diabetes mellitusta, osteoporoosia, ennenaikaista valtimonkovettumatautia ja erilaisia hyvän- ja pahanlaatuisia kasvaimia (yhteenveto Oshima ym., 1996).

Wernerin oireyhtymän piirteitä ovat sklerodermaattiset ihomuutokset erityisesti raajoissa, kaihi, ihonalainen kalkkeutuminen, ennenaikainen valtimonkovettumatauti, diabetes mellitus sekä veltostunut ja ennenaikaisesti vanhentunut ilme. McKusick (1963) raportoi erityisen opettavaisen sukutaulun. Habitus on tyypillinen: lyhytkasvuinen, hoikat raajat ja tukeva vartalo. Nenä on nokkainen.

Epstein ym. (1966) tutkivat Seattlessa asuvaa japanilaista potilasta. Goto ym. (1981) tutkivat 42 japanilaista perhettä, joissa oli 80 sairastunutta henkilöä. Autosomaalinen resessiivinen periytyminen vahvistettiin. Pahanlaatuisuus oli yleistä potilailla ja perheissä yleensä. HLA:lla ei ollut yhteyttä. Wernerin oireyhtymän esiintyvyydeksi Japanissa arvioitiin noin 3 miljoonaa ihmistä kohti. Tapausten isovanhempien alkuperä olisi kiinnostava.

Ruprecht (1989) raportoi, että yhdeksän Wernerin oireyhtymää sairastavan potilaan 18 silmästä 10:ssä kaihileikkaus vaikeutui haavadehisaation ja sen seurausten vuoksi. Lisäksi sarveiskalvon endoteelin dekompensaatiota esiintyi 8 silmässä. Fibroblastien heikentyneen kasvupotentiaalin vuoksi hän ehdotti pieniä leikkausviiltoja ja muita muutoksia tavanomaisiin kaihileikkausmenetelmiin, mukaan lukien kortisonin paikallisen tai systeemisen käytön kieltäminen.

Khraishi ym. (1992) kuvasivat 47-vuotiaan WRN:ää sairastavan naisen, jolla oli 12 vuoden ajan virheellisesti diagnosoitu etenevä systeeminen skleroosi, johon liittyi metastasoitunutta kalkkiutumista, ja joka sitten sai kivuliaan, distaalisen reisiluun osteoblastisen kortikaalisen juxtaartikulaarisen leesion, johon liittyi runsaasti pehmytkudosten kalkkiutumista. Tämä vaurio osoittautui osteosarkoomaksi, joka vaati amputaation.

Goto ym. (1996) löysivät kirjallisuudesta 124 tapausselostusta kasvaimista ja Werner-oireyhtymästä Japanista ja 34 tapausselostusta Japanin ulkopuolelta vuosilta 1939-1995. He havaitsivat WRN:n yhteydessä esiintyvien kasvainten monimuotoisuuden olevan suurempaa kuin aiemmin tiedettiin. Japanilaisilla oli 127 syöpää, 14 hyvänlaatuista meningeoomaa ja 5 myelooista häiriötä verrattuna 30 syöpään, 7 hyvänlaatuiseen meningeoomaan ja 2 myelooiseen häiriöön muilla kuin japanilaisilla. Epiteelisyöpien ja ei-epiteelisyöpien suhde oli noin 1:1 japanilaisilla ja ei-japanilaisilla tavanomaisen 10:1:n sijasta. Molemmissa sarjoissa esiintyi liikaa pehmytkudossarkoomia (STS), osteosarkoomia, myelooisia sairauksia ja hyvänlaatuisia meningeoomia. Lisäksi japanilaisilla oli liikaa kilpirauhassyöpää ja melanoomaa, mukaan lukien 5 intranasaalista ja 13 jalkasyöpää. STS, osteosarkooma, melanooma ja kilpirauhaskarsinooma muodostivat 57 prosenttia kaikista syövistä WRN:ssä verrattuna odotettuun 2 prosenttiin, joka perustui Osakan 25-64-vuotiaaseen väestöön. Useita kasvaimia raportoitiin 19 japanilaisella ja 5 ei-japanilaisella. Japanissa 9:llä ensimmäisen asteen sukulaisella oli WRN ja syöpä, joista 6:lla oli yhteneväinen sijainti ja/tai solutyyppi.

Martin (1997) antoi harkitun katsauksen kysymykseen siitä, onko Werner-mutaatio hyväuskoinen heijastus ”normaalin ikääntymisen” mekanismeista.

Mohaghegh ja Hickson (2001) tarkastelivat syöpäalttiuteen ja ennenaikaisiin ikääntymishäiriöihin liittyviä DNA-helikaasipuutoksia.

Kromosomaalinen epästabiilisuus Wernerin oireyhtymässä

”Variegated translocation mosaicism” oli W. W. Nicholsin ehdottama nimitys (Hoehn ym., 1975) ilmiölle, jonka hän ja muut havaitsivat Wernerin oireyhtymää sairastavien potilaiden soluissa: ihon fibroblastisolulinjat koostuivat tavallisesti yhdestä tai useammasta kloonista, joissa jokaisessa oli selvästi erottuva, ilmeisesti tasapainoinen translokaatio. Salk (1982) havaitsi, että Werner-oireyhtymää sairastavien potilaiden somaattiset solut osoittavat taipumusta kehittää kromosomipoikkeavuuksia, kuten translokaatioita, inversioita ja deleetioita. Schonberg ja muut (1984) osoittivat fibroblastisolulinjoissa ja lymfoblastisolulinjoissa, jotka oli tehty kahden veljeksen, jotka olivat syntyneet ensiserkkujen vanhempiensa kanssa, kiertävistä B-lymfosyyteistä, vaihtelevaa translokaatiomosaiikkia sekä näiltä potilailta peräisin oleville solulinjoille ominaista lyhentynyttä elinikää.

Klastogeeneillä tehdyissä tutkimuksissa Gebhart ym. (1988) päättelivät, että Wernerin oireyhtymän soluilla on joitakin biokemiallisia eroja, jotka erottavat ne muiden klassisten kromosomi-instabiliteettisyndroomien soluista.

Fukuchi ym. (1989) osoittivat kromosomideleetioiden lisääntyneen frekvenssin WRN-potilaiden solulinjoissa. Scappaticci ym. (1990) havaitsivat useita numeerisia ja rakenteellisia kromosomipoikkeavuuksia neljän Werner-oireyhtymää sairastavan potilaan viljellyissä lymfosyyteissä; useat muutoksista olivat klonaalisia.

Fukuchi ym. (1990) havaitsivat Werner-oireyhtymää sairastavilla potilailla Werner-oireyhtymää sairastavilla potilailla 8-kertaisen keskimääräisen 6-tikuuaniiniresistenttien lymfosyyttien frekvenssin verrattuna normaaleihin kontrolleihin, mikä viittaa siihen, että WRN:n soluissa esiintyi lisääntyneitä spontaaneja kromosomirakenteiden uudelleenjärjestäytymiä ja deletioita, jotka sopivat yhteen ihmisen genomisen instabiilisuuden oireyhtymän kanssa tai ”mutaatio-oireyhtymään”. Monnat ym. (1992) määrittivät HPRT-geenin (308000) deletioiden liitosalueiden sekvenssit tioguaniinille resistenteistä Werner-oireyhtymän fibroblasteista. Kun otetaan huomioon mahdollisuus homologiseen rekombinaatioon toistuvien DNA-sekvenssien kopioiden välillä, jotka muodostavat noin kolmanneksen ihmisen HPRT-geenistä, he olivat yllättyneitä havaitessaan, että kaikki deletiot olivat syntyneet ei-homologisella rekombinaatiolla sellaisten luovuttaja-DNA:n kaksoiskappaleiden välillä, joilla on vain vähän nukleotidisekvenssi-identiteettiä. Wernerin oireyhtymän fibroblasteista tai myelooisista leukemiasoluista eristettyjen deleetioiden välillä ei havaittu eroa rakenteessa tai monimutkaisuudessa. Tämä viittasi Monnat et al. (1992) mukaan siihen, että Werner-oireyhtymän deleetio-mutaattori käyttää deleetio-mutageeneesireittejä, jotka ovat samanlaisia tai identtisiä kuin muissa ihmisen somaattisissa soluissa käytetyt reitit.

Ogburn ym. (1997) havaitsivat, että Werner-oireyhtymää sairastavien henkilöiden immortalisoidut B-lymfosyytit olivat yliherkkiä 4-nitro-kinoliini-1-oksidille (4NQO), mikä tukee aiempaa T-lymfosyyttejä koskevaa työtä. He osoittivat myös, että kliinisesti normaaleista heterotsygoottisista kantajista peräisin olevilla B-solulinjoilla, joilla oli noin 50 prosentin jäännöshelikaasiaktiivisuus, oli keskitason herkkyys tälle genotoksiselle aineelle. Koska kantajien esiintyvyys on jopa 1:150-1:200, Ogburn ja muut (1997) ehdottivat, että kantajatilaan liittyvä haitallinen fenotyyppi voisi olla mahdollinen kansanterveydellinen ongelma. Moser ja muut (2000) käyttivät glykoforiini A:n (GPA) somaattisten solujen mutaatiomääritystä (Jensen ja Bigbee, 1996) analysoidakseen geneettistä epävakautta in vivo WRN-potilailla ja heterotsygooteilla. GPA-muunnosfrekvenssit määritettiin 11 potilaalle ja 10 heterotsygoottiselle perheenjäsenelle, jotka yhdessä kantoivat 10 eri WRN-mutaatiota. Varianttifrekvenssin kasvu oli voimakkaasti iästä riippuvainen WRN-potilailla. Myös heterotsygoottisilla perheenjäsenillä esiintyi huomattavasti enemmän alleelikatoa aiheuttavia variantteja, mikä on ensimmäinen todiste in vivo -geneettisestä epävakaudesta heterotsygoottisilla kantajilla autosomaalisessa resessiivisessä geneettisen epävakauden oireyhtymässä.

Prince ym. (1999) osoittivat, että Werner-oireyhtymän fibroblastisolulinjat ovat epätavallisen herkkiä DNA:ta vahingoittavalle aineelle 4NQO:lle, mutta eivät gammasäteilylle tai vetyperoksidille. 4NQO:lle herkkien WRN- ja 4NQO:lle resistenttien kontrollifibroblastisolulinjojen fuusio synnytti proliferoivia soluhybridejä, jotka ekspressoivat WRN-proteiinia ja olivat 4NQO:lle resistenttejä. Nämä tulokset osoittivat 4NQO-herkkyyden resessiivisen luonteen WRN-solulinjoissa ja tarjosivat WRN-proteiinin toiminnan solutestejä.

Crabbe et al. (2007) osoittivat, että replikaatioon liittyvä telomeerikato oli vastuussa Werner-oireyhtymän fibroblasteissa havaituista kromosomifuusioista. Kirjoittajat osoittivat metafaasi-analyysin avulla, että telomeerin pidentäminen telomeraasin (TERT; 187270) avulla vähensi merkittävästi uusien kromosomipoikkeavuuksien ilmaantumista soluissa, joista puuttuu WRN-eliksaasi, samalla tavoin kuin Werner-oireyhtymän solujen täydentäminen WRN-eliksaasilla. Crabbe et al. (2007) ehdottivat mekanismia, jossa WRN-eliksaasiaktiivisuuden puute johtaa yksittäisten sisarkromatidien telomeerien dramaattiseen häviämiseen, mikä aiheuttaa DNA-vaurio- ja korjausreaktion, joka johtaa kromosomien fuusio- ja rikkoutumissykleihin ja genomiseen epävakauteen. Tulokset viittaavat siihen, että Werner-oireyhtymän solujen genomin epävakaus, joka voi johtaa syöpään, riippuu suoraan telomeerien toimintahäiriöstä.

Bauer ym. (1986) havaitsivat, että Wernerin oireyhtymää sairastavan potilaan fibroblastien mitogeeninen vaste verihiutaleista peräisin olevalle kasvutekijälle (PDGF; ks. 190040) ja fibroblastikasvutekijälle (FGF; ks. 131220) oli selvästi heikentynyt, vaikka kasvutekijöiden sitoutuminen soluihin on ollut normaalia ja ne toimivat normaaleilla kasvutekijärekisteröinneillä. Havainnot viittasivat siihen, että vika kasvutekijöiden välittämissä reiteissä voi vaikuttaa WRN-fenotyyppiin.

Ihmissolujen rajallinen replikatiivinen elinikä in vitro, Hayflick-ilmiö (Hayflick, 1965), johtuu replikatiivisen kyvyn stokastisesta menettämisestä jatkuvasti kasvavassa osassa vastasyntyneitä soluja jokaisessa sukupolvessa. Normaalit ihmisen fibroblastit saavuttavat noin 60 populaatiokaksinkertaistumista viljelyssä, kun taas Wernerin oireyhtymän solut saavuttavat yleensä vain noin 20 populaatiokaksinkertaistumista. Wernerin oireyhtymän solujen lyhentyneelle eliniälle on kaksi vaihtoehtoista kineettistä selitystä. Ensiksi, syklisten solujen alkuosuus tuoreessa eksplantaatissa voi olla suunnilleen sama kuin normaalista koehenkilöstä saadussa eksplantaatissa, mutta lisääntymiskyvyn menetys voi olla paljon nopeampaa Wernerin oireyhtymän soluissa. Toiseksi Wernerin oireyhtymän solut saattavat tuoreessa eksplantaatiossa sisältää paljon pienemmän osan syklisistä soluista, jotka menettävät lisääntymiskykynsä normaalia nopeammin. Näiden kahden mekanismin yhdistelmä on tietenkin mahdollinen. Erottaakseen nämä kaksi päähypoteesia toisistaan Faragher ja muut (1993) tutkivat pakollisen heterotsygootin soluja ja määrittivät S-vaiheessa olevien solujen osuuden koko viljelmien elinkaaren ajan. He havaitsivat, että näiden viljelmien solut poistuivat yleensä solusyklistä, ilmeisesti palautumattomasti, nopeammin kuin normaalit solut, vaikka suurimmaksi osaksi ne lähtivät liikkeelle hyvällä replikaatiokyvyllä. He ehdottivat, että Werner-oireyhtymän geeni on ”laskentageeni”, joka ohjaa sitä, kuinka monta kertaa ihmisen solut voivat jakautua ennen lopullista erilaistumista. Thweatt ja Goldstein (1993) päätyivät samanlaiseen hypoteesiin. He huomauttivat, että useilla Werner-syndrooman fibroblastien cDNA-kirjastosta eristetyillä yliekspressoituneilla geenisekvensseillä oli kyky estää DNA-synteesiä ja häiritä monia normaaleja biokemiallisia prosesseja. Koska samanlainen geeniryhmä yliekspressoituu vanhenevissa normaaleissa fibroblasteissa, havainnot viittasivat siihen, että näillä kahdella solutyypillä on yhteinen molekyyligeneettinen reitti replikatiiviselle vanhenemiselle. Thweatt ja Goldstein (1993) ehdottivat, että ensisijainen vika WRN:ssä on mutaatio trans-aktiivisen repressoriproteiinin geenissä, joka vähentää sen sitoutumisaffiniteettia useiden geenien yhteisiin säätelyalueisiin, mukaan lukien DNA-synteesin estäjiä koodaavat geenit. Mutatantti WRN-repressorigeeni käynnistää DNA-synteesin inhibiittoreiden ja muiden geenien ennenaikaisen ilmentymisen, mikä johtaa DNA-synteesin estymiseen ja solujen varhaiseen vanhenemiseen, jotka tapahtuvat paljon myöhemmin normaaleissa soluissa.

Matsumoto ym. (1997) esittivät todisteita siitä, että Werner-oireyhtymässä vialliselta helikaasilta puuttuu ydinalueen lokalisointisignaali (NLS) ja että tämä johtaa heikentyneeseen ydinalueen tuontiin, mikä on merkittävä tekijä häiriön molekyylipatologiassa. Löydös auttoi selittämään sen arvoituksen, että useimmilla Werner-oireyhtymää sairastavilla potilailla on samanlainen kliininen fenotyyppi riippumatta siitä, kuinka erilaisia mutaatiot ovat. Se, mikä rooli Werner-oireyhtymän helikaasilla on ytimessä ennenaikaisen vanhenemisen estämisessä, jäi vielä selvittämättä.

Wyllie ym. (2000) osoittivat, että telomeraasin (187270) pakotettu ilmentyminen Werner-oireyhtymän fibroblasteissa antoi soluille pidemmän eliniän ja todennäköisen kuolemattomuuden. Telomeraasiaktiivisuus ja telomeerien pidentyminen riittää estämään Werner-syndrooman fibroblastiviljelmien ennenaikaisen vanhenemisen. Tulokset viittaavat siihen, että yksi Werner-oireyhtymän vian seuraus on normaalin telomeerien aiheuttaman replikatiivisen vanhenemisen kiihtyminen, ja ne antavat viitteitä siitä, miten tätä ihmisen progeroidista oireyhtymää voitaisiin hoitaa.

Krejci ym. (2003) selvittivät Srs2:n roolia rekombinaation moduloinnissa puhdistamalla sen koodattua tuotetta ja tutkimalla sen vuorovaikutuksia RAD51-rekombinaasin (179617) kanssa. Srs2:lla on vankka ATPaasiaktiivisuus, joka on riippuvainen yksijuosteisesta DNA:sta ja sitoo RAD51:tä, mutta Srs2:n katalyyttisen määrän lisääminen RAD51-välitteisiin rekombinaatioreaktioihin aiheuttaa näiden reaktioiden vakavan estymisen. Krejci et al. (2003) osoittivat, että Srs2 toimii irrottamalla RAD51:n yksijuosteisesta DNA:sta. Näin ollen Srs2:n aiheuttama rekombinaation tehokkuuden heikentyminen johtuu ensisijaisesti sen kyvystä purkaa tehokkaasti RAD51:n presynaptista filamenttia. Krejci ja muut (2003) ehdottivat, että heidän löydöksillään on merkitystä Bloomin (210900) ja Wernerin oireyhtymien perustana. Nämä oireyhtymät johtuvat DNA:n helikaasien mutaatioista, ja niille on ominaista lisääntynyt rekombinaatiotaajuus sekä taipumus syöpiin ja nopeutettuun ikääntymiseen.

Baird ym. (2004) osoittivat, että telomeerien keskimääräinen lyhenemisnopeus WRN:n irtoviljelmissä vaihteli normaalien fibroblastien lyhenemisnopeuden (99 bp/populaatiokaksinkertaistuminen) ja nelinkertaisen lyhenemisnopeuden (355 bp/populaatiokaksinkertaistuminen) välillä. Telomeerien eroosionopeudet WRN-solujen klooneissa olivat paljon pienemmät kuin bulkkiviljelmissä, samoin kuin telomeerien pituusjakaumien varianssit. Pituusheterogeenisuuden yleinen puuttuminen ja kloonipopulaatioiden normaalit eroosionopeudet olivat sopusoinnussa sen kanssa, että WRN-solujen telomeerien eroosion tärkeimpänä aiheuttajana ovat yksinkertaiset loppureplikaatiotappiot. Kirjoittajat ehdottivat, että telomeerien dynamiikka yksittäisen solun tasolla WRN-fibroblasteissa ei poikkea merkittävästi normaalien fibroblastien dynamiikasta, ja ehdottivat, että WRN-fibroblasteissa havaittu kiihtynyt replikaation väheneminen ei välttämättä johdu kiihtyneestä telomeerien eroosiosta.

Koska insuliiniresistenssi Wernerin oireyhtymässä saattaa johtua insuliinireseptorin distaalisesta viallisesta signaloinnista (147670), Izumino ym. (1997) analysoivat insuliinin toimintaa herkistävän diabeteslääkkeen troglitatsonin metabolisia vaikutuksia viidellä Wernerin oireyhtymäpotilaalla. Kutakin potilasta hoidettiin 400 mg:lla troglitatsonia vuorokaudessa neljän viikon ajan, ja heille tehtiin 75 g:n oraalinen glukoosin sietotesti (OGTT) ja usein otettuja iv-glukoosin sietokokeita. Hoito pienensi glukoosin ja insuliinin pinta-alaa OGTT:ssä 26 % ja 43 %. Glukoosin sietokyky, ilmaistuna glukoosin häviämisnopeutena, parani merkittävästi (1,36 +/- 0,16 – 1,94 +/- 0,30 %/min; P alle 0,005). Kirjoittajat havaitsivat, että troglitatsoni parantaa Werner-oireyhtymää sairastavien potilaiden glukoosi-intoleranssia, jota välittää lisääntynyt insuliiniherkkyys sekä glukoosin tehokkuus, jota arvioidaan minimianalyysillä.

Tutkimuksessa, johon osallistui 21 japanilaista perhettä, jotka olivat kotoisin 16:sta eri prefektuurista, Goto ym. (1992) tekivät linkitystutkimuksia, jotka osoittivat WRN:n läheisen linkittymisen kromosomissa 8 olevaan markkeriryhmään. Diagnoosiin vaadittiin vähintään kolme seuraavista neljästä päämerkistä: tyypillinen habitus ja pituuskasvu, ennenaikainen vanheneminen, sklerodermaa muistuttavat ihomuutokset ja hormonaaliset poikkeavuudet. Ensimmäinen viittaus yhteyteen oli lisääntynyt homotsygotia ankyriinin (ANK1; 612641) ja D8S87:n suhteen. ANK1-lokus sijaitsee osoitteessa 8p11.2. Wernerin oireyhtymä osoitti ANK1:n ja ANK1:n välisen yhteenkytkennän suurimmaksi lod-pistemääräksi 2,89, kun theta = 0,058. Wernerin oireyhtymän linkittymisestä kolmen markkerin kanssa saatiin monipisteinen lod-pistemäärä 9,92. Linkitystä lipoproteiinilipaasin (238600) kanssa ei havaittu, ja muut todisteet viittasivat siihen, että tämä lokus sijaitsee lähempänä 8pteriä kuin Werner-oireyhtymän lokus. WRN-geenin todennäköinen sijainti näytti olevan 8p12-p11. Schellenberg ym. (1992) vahvistivat paikan homotsygotiakartoituksella eli linkitysanalyysillä, jossa käytettiin ensimmäisen tai toisen serkun avioliitoista peräisin olevia sairastuneita henkilöitä. D8S87:llä saatiin huippulod-pistemäärä 5,58 rekombinaatio-osuuden ollessa 0,03.

Kytkentätutkimusten avulla Thomas ym. (1993) määrittivät, että hereguliinilokus (142445) on distaalisesti WRN:n kanssa ja että ANK1 ja PLAT (173370) ovat tässä järjestyksessä WRN:n sentromeerisellä puolella.

Nakura ym. (1994) tutkivat 27 eri etnistä alkuperää olevaa Wernerin oireyhtymän sukua, joista 26 oli sukusiitoksia. Näistä suvuista 24:ssä sairastuneelle annettiin diagnoosi varma Wernerin oireyhtymä, ja lopuissa kolmessa sukutaulussa sairastuneille annettiin diagnoosi todennäköinen Wernerin oireyhtymä. Nakura ja muut (1994) havaitsivat 2-pisteen linkitysanalyysin avulla, jossa käytettiin 13:aa lyhyen tandemtoiston polymorfista paikkaa 8p:ssä, että D8S339 oli se paikka, joka antoi suurimman Lod-pistemäärän pienimmällä rekombinaatio-osuudella. Tällä markkerilla saatiin yli 3,0 lod-pistemäärät sekä japanilaisissa että valkoihoisissa perheissä. Markkerien monipisteanalyysi tuotti suurimman lod-pistemäärän 17,05 noin 0,6 cM:n etäisyydellä D8S339:stä. Yhdessä sisäsiittoisista sukutauluista peräisin olevien koehenkilöiden homotsygotian analyysin kanssa tiedot osoittivat, että WRN-lokus sijaitsee D8S131:n ja D8S87:n välissä 8,3 cm:n alueella, joka sisältää D8S339:n.

Yu ym. (1994) käyttivät linkage disequilibriumia yrittäessään rajata WRN-geenin sijaintia. He havaitsivat, että D8S339 ja 2 polymorfismia glutationireduktaasin lokuksessa (138300) osoittivat vahvaa tilastollisesti merkitsevää näyttöä epäsymmetriasta WRN:n kanssa japanilaisessa populaatiossa mutta ei kaukasialaisessa populaatiossa. Lisäksi he osoittivat, että rajallinen määrä haplotyyppejä liittyy tautiin molemmissa populaatioissa ja että nämä haplotyypit määrittelevät näennäisesti toisiinsa liittyvien haplotyyppien klustereita, jotka voivat tunnistaa jopa 8 tai 9 riippumatonta WRN-mutaatiota näissä kahdessa populaatiossa.

Ye ym. (1995) tyypittivät WRN:ää sairastavien japanilaisperheiden jäseniä 8p22-p12-mikrodissektiokirjastosta peräisin olevilla markkereilla tehdyllä homotsygootiokartoituksella. Yksi markkeri, MS8-134 (D8S1055), osoitti yli 20:n lod-pistemäärän, kun theta = 0,00.

Yu ym. (1996) tunnistivat Wernerin oireyhtymää sairastavilla potilailla neljä mutaatiota WRN-geenissä. Kaksi näistä mutaatioista (604611.0003 ja 604611.0004) olivat splice-liitosmutaatioita, joiden ennustettu tulos on eksonien poissulkeminen lopullisesta lähetti-RNA:sta. Toinen näistä mutaatioista (604611.0004), joka johti kehyssiirtoon ja ennustettuun typistettyyn proteiiniin, löytyi homotsygoottisena 60 prosentilla tutkituista japanilaisista Werner-oireyhtymäpotilaista. Kaksi muuta mutaatiota olivat nonsense-mutaatioita (604611.0001 ja 604611.0002). Mutatoituneen putatiivisen helikaasin tunnistaminen WRN-geenin geenituotteeksi viittasi Yu ym. (1996) mukaan siihen, että viallinen DNA-aineenvaihdunta osallistuu Werner-oireyhtymää sairastavien potilaiden monimutkaiseen ikääntymisprosessiin.

Oshima ym. (1996) raportoivat 9 uutta WRN-mutaatiota 10 Werner-oireyhtymäpotilaalla, joista 4 oli japanilaisia ja 6 valkoihoisia. Nämä mutaatiot sijaitsivat eri kohdissa koodaavalla alueella. Oshima ym. (1996) totesivat, että kaikki tähän mennessä löydetyt WRN-mutaatiot joko synnyttävät stop-kodonin tai aiheuttavat kehyssiirtymiä, jotka johtavat ennenaikaiseen päättymiseen. He totesivat, että WRN-proteiini on osittain homologinen RecQ-helikaasien kanssa ja että se sisältää 7 helikaasimotiivia, joista 2 on löydetty kaikista ATP:tä sitovista proteiineista. Oshima et al. (1996) tarkastelivat lyhyesti helikaasien tehtäviä ja totesivat, että DNA:n helikaasien on todettu osallistuvan useisiin molekulaarisiin prosesseihin, kuten DNA:n purkautumiseen replikaation aikana, DNA:n korjautumiseen ja tarkkaan kromosomien segregaatioon.

Goto ym. (1997) tutkivat Yu ym. (1996) aiemmin kuvaamiaan helikaasigeenimutaatioita 89 japanilaisella Werner-oireyhtymäpotilaalla. Kolmekymmentäviisi (39,3 %) oli homotsygoottinen mutaatiolle 4 (604611.0004); 1 (1,1 %) oli homotsygoottinen mutaatiolle 1 (604611.0001); 6 (6,7 %) oli positiivinen sekä mutaatioille 1 että 4; 1 oli homotsygoottinen uudelle mutaatiolle, jota he nimesivät mutaatioksi 5 (604611.0005); 13:lla (14,6 %) oli yksi kopio mutaatiosta 4; 3:lla (3,4 %) oli yksi kopio mutaatiosta 1; ja loput 30 (33,8 %) olivat negatiivisia kaikkien viiden mutaation osalta. 89 potilaan 178 kromosomista 89:llä (50 %) oli mutaatio 4, 11:llä (6,2 %) mutaatio 1 ja 2:lla (1,1 %) mutaatio 5. 76 kromosomissa (42,7 %) ei tunnistettu mutaatiota.

Yu ym. (1997) seuloivat Werner-oireyhtymähenkilöitä mutaatioiden varalta ja tunnistivat 5 uutta mutaatiota. Neljä näistä uusista mutaatioista joko häiritsi osittain helikaasidomeenialuetta tai johti ennustettuihin proteiinituotteisiin, joista puuttui koko helikaasialue. Heidän tuloksensa vahvistivat, että WRN-geenin mutaatiot ovat vastuussa Wernerin oireyhtymästä. Lisäksi mutaatioiden sijainti osoitti, että helikaasialueen läsnäolo tai puuttuminen ei vaikuta Werner-oireyhtymän fenotyyppiin, mikä viittaa siihen, että tämä oireyhtymä on seurausta WRN-geenituotteen täydellisestä toimintakadosta.

Moser ym. (1999) tarkastelivat Werner-oireyhtymässä esiintyvien WRN-mutaatioiden kirjoa, WRN-proteiinin organisaatiota ja mahdollisia toimintoja sekä mahdollisia mekanismeja, jotka yhdistävät WRN:n toiminnan menetyksen Werner-oireyhtymän kliinisiin ja soluihin liittyviin fenotyyppeihin.

Monnat (1999) siteerasi oman laboratorionsa ja AGENE-tutkimuslaitoksen tuloksia, jotka osoittivat, että 80 % japanilaisten Werner-oireyhtymäpotilaiden WRN-mutaatioista johti siihen, että mutanttiproteiinia ei ollut havaittavissa. Näin ollen monet ja ehkä kaikki Werner-oireyhtymään liittyvät WRN-mutaatiot ovat todennäköisesti toiminnallisesti vastaavia nolla-alleeleja. Nämä tulokset ovat ristiriidassa Ishikawan ja muiden (1999) ehdotuksen kanssa, jonka mukaan erilainen WRN-geenin mutaatioiden kirjo japanilaisilla saattaa aiheuttaa suuremman riskin sairastua papillaariseen tai follikulaariseen kilpirauhaskarsinoomaan. WRN-proteiinin johdonmukainen puuttuminen Wernerin oireyhtymää sairastavien potilaiden soluista voisi kuitenkin sekä suosia että osittain selittää follikulaarisen ja anaplastisen kilpirauhaskarsinooman kehittymistä papillaarisemman histologian sijasta.

Kyng ym. (2003) havaitsivat cDNA-mikroanalyysin avulla, että neljän Werner-oireyhtymää sairastavan potilaan fibroblasteissa ja viiden iäkkäämmän kontrollihenkilön fibroblasteissa (keski-ikä 90 vuotta) havaittiin 435:ssä (6,3 %) 6 192 tutkitusta geenistä transkriptiomuutoksia verrattuna nuorten aikuisten kontrollien soluihin. Näistä 435 geenistä 91 prosentilla 249 geenistä, joiden funktio tunnetaan, oli samanlaisia transkriptiomuutoksia sekä Wernerin oireyhtymää sairastavilla potilailla että normaaleilla iäkkäillä kontrolleilla. Tunnetun toiminnon omaavien samankaltaisesti transkriboitujen geenien tärkeimpiin funktionaalisiin luokkiin kuuluivat DNA/RNA-aineenvaihdunta, solujen kasvu ja stressivaste. Kyng ym. (2003) päättelivät, että Werner-oireyhtymä voi olla hyvä malli normaalille vanhenemiselle ja että molemmat prosessit liittyvät muuttuneeseen transkriptioon.

Thomas ym. (1993) poissulkevat FGFR1-geenin (136350) mutaatiopaikaksi Wernerin oireyhtymässä.

Wernerin oireyhtymää sairastavien potilaiden verinäytteistä Sadakane ym. (1994) havaitsivat suuria insertioita tai deleetioita DNA-polymeraasi-beeta-geenissä (POLB; 174760), joka karttuu kohtaan 8p12-p11. 107-bp:n insertio löydettiin kahdelta toisistaan riippumattomalta Werner-oireyhtymäpotilaalta ja yhden potilaan kantajaäidiltä, mutta ei sairastumattomalta sisarelta tai terveeltä väestöltä. Kirjoittajat ehdottivat, että POLB-geenin mutaatiot voivat olla häiriön taustalla. Chang ym. (1994) esittivät kuitenkin useita todisteita, jotka viittaavat siihen, että POLB ei ole Werner-oireyhtymän geeni. Aktiivisuusgeelit osoittivat normaalia entsyymiaktiivisuutta ja elektroforeettista liikkuvuutta. Koko koodaavan alueen nukleotidisekvenssianalyysissä ei havaittu mutaatioita, vaikka POLB:n julkaistussa sekvenssissä havaittiin virheitä. Yksisäikeinen konformaatiopolymorfismi (SSCP) ja heterodupleksianalyysit eivät paljastaneet todisteita mutaatioista promoottorin alueella. Hiljattain havaittu polymorfismi ei paljastanut homotsygoottiutta sukusiitoksen perusteella verisukupuolisella potilaalla. Fluoresenssi-in-situ-hybridisaatio sijoitti POLB-geenin sentromeerisesti D8S135:n kohdalle 8p11.2, Werner-oireyhtymälle tyypillisimmän Lod-pisteiden alueen ulkopuolelle.

Lombard ym. (2000) tuottivat hiiriä, joilla oli mutaatio, joka eliminoi WRN-proteiinin helikaasidomeenin C-päätteen ekspression. Mutanttihiiret syntyivät odotetulla mendeliläisellä frekvenssillä, eikä niillä ollut mitään avoimia histologisia merkkejä kiihtyneestä vanhenemisesta. Hiiret pystyivät elämään yli 2-vuotiaiksi. Näistä eläimistä peräisin olevat solut eivät osoittaneet kohonnutta herkkyyttä kahdelle genotoksiinille. Mutaatioiden fibroblastit ikääntyivät kuitenkin noin 1 passagea aikaisemmin kuin kontrollit. Tärkeää on, että hiiret, jotka olivat kaksin verroin homotsygoottisia WRN:n ja p53:n (191170) puutoksen suhteen, osoittivat lisääntynyttä kuolleisuutta verrattuna eläimiin, jotka olivat heterotsygoottisia WRN:n puutoksen suhteen ja homotsygoottisia p53:n nollan suhteen. Lombard ym. (2000) pohtivat mahdollisia malleja p53- ja WRN-mutaatioiden synergiasta eliniän määräytymisessä.