OMIM Entry – # 277700 – ZESPÓŁ WERNERA; WRN

TEKST

Znak liczby (#) jest używany z tym wpisem, ponieważ zespół Wernera (WRN) jest spowodowany homozygotyczną lub złożoną heterozygotyczną mutacją w genie RECQL2 (604611), który koduje homolog helikazy DNA E. coli RecQ, na chromosomie 8p12.

Zobacz także zespół progerii Hutchinsona-Gilforda (HGPS; 176670), cięższy zespół progeroidalny o wcześniejszym początku, spowodowany mutacją w genie LMNA (150330).

Zespół Wernera (WRN) jest rzadkim autosomalnym recesywnym segmentalnym zespołem progeroidalnym. Pacjenci wykazują nie tylko wygląd przyspieszonego starzenia się (przedwczesne siwienie, przerzedzenie włosów, atrofia skóry i zanik podskórnej tkanki tłuszczowej), ale także kilka zaburzeń powszechnie związanych ze starzeniem się, w tym obustronną zaćmę, cukrzycę, osteoporozę, przedwczesną miażdżycę tętnic oraz szereg łagodnych i złośliwych nowotworów (streszczenie Oshima et al., 1996).

Cechami zespołu Wernera są twardzinopodobne zmiany skórne, zwłaszcza na kończynach, zaćma, zwapnienia podskórne, przedwczesna miażdżyca tętnic, cukrzyca oraz starcza i przedwcześnie postarzała twarz. Szczególnie pouczający rodowód został opisany przez McKusick (1963). Pokrój ciała jest charakterystyczny, z niskim wzrostem, smukłymi kończynami i krępym tułowiem. Nos jest dziobaty.

Epstein i wsp. (1966) badali japońskiego pacjenta mieszkającego w Seattle. Goto et al. (1981) badali 42 japońskie rodziny zawierające 80 osób dotkniętych tą chorobą. Potwierdzono dziedziczenie autosomalne recesywne. U pacjentów i ogólnie w rodzinach często występowały nowotwory złośliwe. HLA nie było powiązane. Częstość występowania zespołu Wernera w Japonii oceniono na około 3 na milion osób. Interesujące byłoby pochodzenie dziadków pacjentów.

Ruprecht (1989) doniósł, że w 10 z 18 oczu od 9 pacjentów z zespołem Wernera, operacja zaćmy była powikłana przez dehiscencję rany i jej konsekwencje. Dodatkowo w 8 oczach doszło do dekompensacji śródbłonka rogówki. Ze względu na zmniejszony potencjał wzrostowy fibroblastów sugerował małe nacięcia chirurgiczne i inne modyfikacje typowych procedur operacji zaćmy, w tym brak miejscowego lub systemowego stosowania kortyzonu.

Khraishi i wsp. (1992) opisali 47-letnią kobietę z WRN, u której przez 12 lat błędnie zdiagnozowano postępującą twardzinę układową z przerzutowymi zwapnieniami, a następnie rozwinęła się bolesna, dystalna część kości udowej, osteoblastyczna korowa zmiana w stawie skokowym z wybujałymi zwapnieniami tkanek miękkich. Zmiana ta okazała się osteosarcomą wymagającą amputacji.

Goto i wsp. (1996) znaleźli w literaturze 124 opisy przypadków nowotworów i zespołu Wernera z Japonii i 34 opisy przypadków spoza Japonii, z lat 1939-1995. Stwierdzili oni większą różnorodność nowotworów w WRN niż dotychczas znano. U Japończyków stwierdzono 127 nowotworów, 14 łagodnych oponiaków i 5 chorób mieloidalnych, w porównaniu z 30 nowotworami, 7 łagodnymi oponiakami i 2 chorobami mieloidalnymi u nie-Japończyków. Stosunek nowotworów nabłonkowych do nienabłonkowych wynosił około 1:1 dla Japończyków i nie-Japończyków, a nie jak zwykle 10:1. Obie serie miały nadmiar mięsaków tkanek miękkich (STS), mięsaków kościopochodnych, chorób mieloidalnych i łagodnych oponiaków. Ponadto, Japończycy mieli nadmiar raka tarczycy i czerniaka, w tym 5 wewnątrznosowych i 13 stopy. STS, osteosarcoma, czerniak i rak tarczycy stanowiły 57% wszystkich nowotworów w WRN w porównaniu z oczekiwanymi 2%, w oparciu o populację Osaki w wieku od 25 do 64 lat. Nowotwory mnogie odnotowano u 19 Japończyków i 5 nie-Japończyków. W Japonii, 9 krewnych pierwszego stopnia miało WRN i raka, z których 6 było zgodnych co do miejsca i/lub typu komórki.

Martin (1997) dał przemyślany przegląd kwestii, czy mutacja Wernera jest bona fide odzwierciedleniem mechanizmów „normalnego starzenia się”.

Mohaghegh i Hickson (2001) dokonali przeglądu braków helikazy DNA związanych z predyspozycją do raka i zaburzeniami przedwczesnego starzenia się.

Niestabilność chromosomalna w zespole Wernera

„Variegated translocation mosaicism” było oznaczeniem zaproponowanym przez W. W. Nicholsa (Hoehn i in., 1975) dla zjawiska, które on i inni obserwowali w komórkach pochodzących od pacjentów z zespołem Wernera: linie komórkowe fibroblastów skóry składały się zwykle z jednego lub kilku klonów, z których każdy charakteryzował się charakterystyczną, pozornie zrównoważoną translokacją. Salk (1982) stwierdził, że komórki somatyczne pochodzące od pacjentów z zespołem Wernera wykazują skłonność do rozwoju aberracji chromosomalnych, w tym translokacji, inwersji i delecji. W liniach komórkowych fibroblastów i limfoblastoidalnych liniach komórkowych wykonanych z krążących limfocytów B u 2 braci urodzonych z rodziców będących pierwszymi kuzynami, Schonberg et al. (1984) wykazali zmienny mozaicyzm translokacji, jak również skrócony czas życia charakterystyczny dla linii komórkowych od tych pacjentów.

W badaniach z klastogenami, Gebhart et al. (1988) stwierdzili, że komórki zespołu Wernera wykazują pewne biochemiczne różnice, które odróżniają je od tych z innych klasycznych zespołów niestabilności chromosomowej.

Fukuchi i wsp. (1989) wykazali zwiększoną częstotliwość delecji chromosomalnych w liniach komórkowych pochodzących od pacjentów z WRN. Scappaticci i wsp. (1990) stwierdzili liczne liczbowe i strukturalne nieprawidłowości chromosomalne w hodowanych limfocytach 4 pacjentów z zespołem Wernera; kilka z tych zmian miało charakter klonalny.

Fukuchi et al. (1990) znaleźli 8-krotnie wyższą średnią częstotliwość limfocytów opornych na 6-tioguaninę u pacjentów z zespołem Wernera w porównaniu z normalnymi kontrolami, sugerując, że istniały zwiększone spontaniczne rearanżacje chromosomowe i delecje w komórkach WRN zgodne z ludzką niestabilnością genomową lub zespołem „mutatora”. Monnat et al. (1992) określili sekwencje regionu złącza delecji w genie HPRT (308000) z fibroblastów zespołu Wernera opornych na tioguaninę. Biorąc pod uwagę możliwość rekombinacji homologicznej pomiędzy kopiami powtarzających się sekwencji DNA, które stanowią około jedną trzecią ludzkiego genu HPRT, byli oni zaskoczeni odkryciem, że wszystkie delecje zostały wygenerowane przez niehomologiczną rekombinację donorowych dupleksów DNA, które mają niewielką identyczność sekwencji nukleotydów. Nie zaobserwowano różnic w strukturze i złożoności delecji wyizolowanych z fibroblastów zespołu Wernera lub z komórek białaczki szpikowej. To zasugerowało Monnat et al. (1992), że mutator delecyjny zespołu Wernera wykorzystuje szlaki mutagenezy delecyjnej, które są podobne lub identyczne do tych wykorzystywanych w innych ludzkich komórkach somatycznych.

Ogburn et al. (1997) znaleźli, że immortalizowane limfocyty B od osób z zespołem Wernera były nadwrażliwe na 4-nitro-chinolino-1-tlenek (4NQO), wspierając wcześniejszą pracę na limfocytach T. Wykazali również, że linie komórkowe B pochodzące od klinicznie normalnych heterozygotycznych nosicieli, z około 50% resztkową aktywnością helikazy, wykazywały pośrednią wrażliwość na ten czynnik genotoksyczny. Ponieważ częstość występowania nosicieli jest tak wysoka jak 1 na 150 do 1 na 200, Ogburn et al. (1997) zasugerowali, że szkodliwy fenotyp związany ze stanem nosicielstwa może mieć potencjalne znaczenie dla zdrowia publicznego. Moser et al. (2000) wykorzystali test mutacji komórek somatycznych glikoforyny A (GPA) (Jensen i Bigbee, 1996) do analizy niestabilności genetycznej in vivo u pacjentów z WRN i heterozygot. Częstości wariantów GPA zostały określone dla 11 pacjentów i 10 heterozygotycznych członków rodziny, którzy wspólnie nosili 10 różnych mutacji WRN. Wzrost częstości wariantów był silnie zależny od wieku u pacjentów z WRN. Warianty utraty alleli były również znacząco zwiększone u heterozygotycznych członków rodziny, dostarczając w ten sposób pierwszych dowodów na niestabilność genetyczną in vivo u heterozygotycznych nosicieli w autosomalnym recesywnym zespole niestabilności genetycznej.

Prince i wsp. (1999) wykazali, że linie komórkowe fibroblastów zespołu Wernera są niezwykle wrażliwe na czynnik uszkadzający DNA 4NQO, chociaż nie na promieniowanie gamma lub nadtlenek wodoru. Fuzja WRN wrażliwych na 4NQO i kontrolnych linii komórkowych fibroblastów opornych na 4NQO wytworzyła proliferujące hybrydy komórkowe, które wykazywały ekspresję białka WRN i były oporne na 4NQO. Wyniki te wykazały recesywny charakter wrażliwości na 4NQO w liniach komórkowych WRN i dostarczyły testu komórkowego dla funkcji białka WRN.

Crabbe i wsp. (2007) wykazali, że związana z replikacją utrata telomerów była odpowiedzialna za fuzje chromosomowe stwierdzone w fibroblastach zespołu Wernera. Wykorzystując analizę metafazową, autorzy wykazali, że wydłużanie telomerów przez telomerazę (TERT; 187270) znacząco zmniejszyło pojawianie się nowych aberracji chromosomowych w komórkach pozbawionych helikazy WRN, podobnie jak w przypadku komplementacji komórek zespołu Wernera helikazą WRN. Crabbe i wsp. (2007) zaproponowali mechanizm, w którym brak aktywności helikazy WRN powoduje dramatyczną utratę telomerów z poszczególnych chromatyd siostrzanych, wywołując reakcję uszkodzenia i naprawy DNA, która prowadzi do cykli fuzji i pęknięć chromosomów oraz niestabilności genomowej. Odkrycia te sugerują, że niestabilność genomu w komórkach zespołu Wernera, która może prowadzić do raka, zależy bezpośrednio od dysfunkcji telomerów.

Bauer et al. (1986) odkryli, że fibroblasty pochodzące od pacjenta z zespołem Wernera miały znacznie osłabioną odpowiedź mitogenną na płytkopochodny czynnik wzrostu (PDGF; patrz 190040) i czynnik wzrostu fibroblastów (FGF; patrz 131220) pomimo normalnego wiązania i receptorów komórkowych czynników wzrostu. Odkrycia te sugerują, że defekt w szlakach pośredniczących czynnika wzrostu może przyczyniać się do fenotypu WRN.

Skończona replikacyjna długość życia ludzkich komórek in vitro, zjawisko Hayflicka (Hayflick, 1965), wynika ze stochastycznej utraty zdolności replikacyjnych w stale rosnącej frakcji nowo narodzonych komórek w każdym pokoleniu. Normalne ludzkie fibroblasty osiągają w hodowli około 60 podwojeń populacji, podczas gdy komórki zespołu Wernera zwykle osiągają tylko około 20 podwojeń populacji. Istniej± 2 alternatywne wyja¶nienia kinetyczne dla zmniejszonej żywotno¶ci komórek zespołu Wernera. Po pierwsze, początkowa frakcja komórek cyklicznych w świeżym eksplantacie może być w przybliżeniu taka sama jak w eksplantacie pochodzącym od normalnego osobnika, ale tempo utraty zdolności reprodukcyjnej może być znacznie wyższe w komórkach zespołu Wernera. Po drugie, gdy komórki zespołu Wernera są świeżo eksplantowane, mogą zawierać znacznie mniejszą frakcję komórek cyklicznych, które tracą zdolność reprodukcyjną w normalnym tempie. Oczywiście możliwa jest kombinacja tych dwóch mechanizmów. Aby rozróżnić te 2 główne hipotezy, Faragher et al. (1993) badali komórki pochodzące od heterozygoty obligatoryjnej, określając frakcję komórek w fazie S przez cały okres życia hodowli. Stwierdzili, że komórki w tych hodowlach zwykle wychodziły, najwyraźniej nieodwracalnie, z cyklu komórkowego w szybszym tempie niż normalne komórki, chociaż w większości zaczynały z dobrą zdolnością replikacyjną. Zaproponowali oni, że gen zespołu Wernera jest genem „liczącym”, kontrolującym liczbę podziałów, które ludzkie komórki są w stanie wykonać przed ostatecznym zróżnicowaniem. Do podobnej hipotezy doszli Thweatt i Goldstein (1993). Wskazali oni, że kilka nadekspresyjnych sekwencji genów wyizolowanych z biblioteki cDNA fibroblastów z zespołem Wernera posiadało zdolność hamowania syntezy DNA i zakłócania wielu normalnych procesów biochemicznych. Ponieważ podobna konstelacja genów ulega nadekspresji w starzejących się normalnych fibroblastach, odkrycia te sugerują istnienie wspólnego molekularnego szlaku genetycznego dla replikacyjnej starości w tych dwóch typach komórek. Thweatt i Goldstein (1993) zaproponowali, że podstawowym defektem WRN jest mutacja w genie dla trans-działającego białka represorowego, która zmniejsza jego powinowactwo do wiązania się ze wspólnymi regionami regulacyjnymi kilku genów, w tym tych, które kodują inhibitory syntezy DNA. Zmutowany gen represora WRN uruchamia sekwencję przedwczesnej ekspresji inhibitorów syntezy DNA i innych genów, z wynikającym z tego zahamowaniem syntezy DNA i wczesnym starzeniem się komórek, wydarzeniami, które występują znacznie później w normalnych komórkach.

Matsumoto et al. (1997) przedstawili dowody na to, że helikazie, która jest wadliwa w zespole Wernera brakuje sygnału lokalizacji jądrowej (NLS) i że prowadzi to do upośledzenia importu jądrowego jako głównego czynnika przyczyniającego się do molekularnej patologii zaburzenia. Odkrycie to pomogło wyjaśnić zagadkę, że większość pacjentów z zespołem Wernera ma podobne fenotypy kliniczne, niezależnie od tego, jak różne są ich mutacje. Rola, jaką helikaza zespołu Wernera odgrywa w jądrze komórkowym w zapobieganiu przedwczesnemu starzeniu się, pozostaje do wyjaśnienia.

Wyllie et al. (2000) pokazał, że wymuszona ekspresja telomerazy (187270) w fibroblastach zespołu Wernera przyznała przedłużoną długość życia komórkowego i prawdopodobną nieśmiertelność. Aktywność telomerazy i wydłużenie telomerów było wystarczające, aby zapobiec przedwczesnemu starzeniu się kultur fibroblastów zespołu Wernera. Wyniki sugerują, że jedną z konsekwencji defektu zespołu Wernera jest przyspieszenie normalnej, napędzanej przez telomery, replikacyjnej starości i sugerują drogę do interwencji terapeutycznej w tym ludzkim zespole progeroidalnym.

Krejci i wsp. (2003) wyjaśnili rolę Srs2 w modulacji rekombinacji poprzez oczyszczenie jego zakodowanego produktu i zbadanie jego interakcji z rekombinazą RAD51 (179617). Srs2 wykazuje silną aktywność ATPazy, która jest zależna od jednoniciowego DNA i wiąże RAD51, ale dodanie katalitycznej ilości Srs2 do reakcji rekombinacji mediowanej przez RAD51 powoduje poważne zahamowanie tych reakcji. Krejci i wsp. (2003) wykazali, że Srs2 działa poprzez usuwanie RAD51 z jednoniciowego DNA. Zatem osłabienie wydajności rekombinacji przez Srs2 wynika przede wszystkim z jego zdolności do efektywnego demontażu filamentu presynaptycznego RAD51. Krejci i wsp. (2003) zasugerowali, że ich odkrycia mają implikacje dla podstaw zespołów Blooma (210900) i Wernera, które są spowodowane mutacjami w helikazach DNA i charakteryzują się zwiększoną częstotliwością rekombinacji i predyspozycją do nowotworów i przyspieszonego starzenia się.

Baird et al. (2004) wykazali, że średnia szybkość skracania telomerów w hodowlach WRN wahała się pomiędzy normalnym fibroblastem (99 bp/podwojenie populacji) a 4-krotnym normalnym (355 bp/podwojenie populacji). Tempo erozji telomerów w klonach komórek WRN było znacznie zredukowane w porównaniu z hodowlami masowymi, podobnie jak wariancja rozkładu długości telomerów. Ogólny brak heterogenności długości oraz normalne tempo erozji w populacjach klonalnych były spójne z prostą utratą końca replikacji jako głównym czynnikiem przyczyniającym się do erozji telomerów w komórkach WRN. Autorzy zaproponowali, że dynamika telomerów na poziomie pojedynczej komórki w fibroblastach WRN nie różni się znacząco od dynamiki w normalnych fibroblastach i zasugerowali, że przyspieszony spadek replikacji obserwowany w fibroblastach WRN może nie wynikać z przyspieszonej erozji telomerów.

Ponieważ insulinooporność w zespole Wernera może być spowodowana wadliwą sygnalizacją dystalną do receptora insuliny (147670), Izumino i wsp. (1997) analizowali efekty metaboliczne troglitazonu, leku przeciwcukrzycowego uwrażliwiającego na działanie insuliny, u 5 pacjentów z zespołem Wernera. Każdy pacjent był leczony troglitazonem w dawce 400 mg/dobę przez 4 tygodnie i poddany 75-g doustnemu testowi tolerancji glukozy (OGTT) oraz częstym testom tolerancji glukozy dożylnej. Leczenie zmniejszyło pole powierzchni pod krzywą glukozy i insuliny w OGTT odpowiednio o 26% i 43%. Tolerancja glukozy, wyrażona jako szybkość zaniku glukozy, uległa znacznej poprawie (1,36 +/- 0,16 do 1,94 +/- 0,30%/min; P mniej niż 0,005). Autorzy stwierdzili, że troglitazon łagodzi nietolerancję glukozy poprzez zwiększenie wrażliwości na insulinę, jak również efektywności glukozy, ocenianej za pomocą analizy minimalnej, u pacjentów z zespołem Wernera.

W badaniu 21 japońskich rodzin pochodzących z 16 różnych prefektur, Goto i wsp. (1992) przeprowadzili badania powiązań wykazując bliskie powiązanie WRN z grupą markerów na chromosomie 8. Do postawienia diagnozy wymagane były co najmniej 3 z 4 następujących głównych objawów: charakterystyczny pokrój i wzrost, przedwczesne starzenie się, twardzinopodobne zmiany skórne i nieprawidłowości endokrynologiczne. Pierwszą sugestią powiązania była zwiększona homozygotyczność dla ankyryny (ANK1; 612641) i D8S87. Locus ANK1 znajduje się na pozycji 8p11.2. Zespół Wernera wykazał maksymalny wynik lod wynoszący 2,89 przy theta = 0,058 dla powiązania z ANK1. Uzyskano wielopunktowy wynik lod score 9,92 dla powiązania zespołu Wernera z 3 markerami. Nie znaleziono powiązania z lipazą lipoproteinową (238600), a inne dowody sugerowały, że locus to leży bliżej 8pter niż locus zespołu Wernera. Prawdopodobną lokalizacją dla genu WRN wydaje się być 8p12-p11. Schellenberg i wsp. (1992) potwierdzili to przyporządkowanie poprzez mapowanie homozygotyczności, tj. analizę powiązań z wykorzystaniem dotkniętych chorobą osobników z małżeństw pierwszego lub drugiego kuzyna. Dla D8S87 uzyskano szczytowy wynik 5,58 przy frakcji rekombinacji 0,03.

Nakura i wsp. (1994) badali 27 rodzin z zespołem Wernera o różnym pochodzeniu etnicznym, z których 26 było spokrewnionych. W 24 z tych rodzin osoby dotknięte chorobą otrzymały diagnozę definitywnego zespołu Wernera, a osoby dotknięte chorobą w pozostałych 3 rodowodach otrzymały diagnozę prawdopodobnego zespołu Wernera. Nakura i wsp. (1994) przeprowadzili 2-punktową analizę sprzężeń, wykorzystując 13 miejsc polimorficznych z krótkimi powtórzeniami tandemowymi na 8p, stwierdzając, że locus dające maksymalny wynik lod przy najmniejszej frakcji rekombinacji to D8S339. Wyniki Lod przekraczające 3,0 zostały uzyskane z tym markerem zarówno dla rodzin japońskich, jak i kaukaskich. Wielopunktowa analiza markerów dała maksymalny wynik lod 17,05 w odległości około 0,6 cM od D8S339. W połączeniu z analizą homozygotyczności u osób z rodowodów wsobnych, dane te wskazują, że locus WRN znajduje się pomiędzy D8S131 i D8S87, w 8,3-cM przedziale zawierającym D8S339.

Yu i wsp. (1994) wykorzystali zjawisko nierównowagi sprzężeń w próbie zawężenia lokalizacji genu WRN. Stwierdzili oni, że D8S339 i 2 polimorfizmy w locus reduktazy glutationowej (138300) wykazały silne statystycznie istotne dowody na istnienie disequilibrium z WRN w populacji japońskiej, ale nie w populacji kaukaskiej. Ponadto wykazali, że ograniczona liczba haplotypów jest związana z chorobą w obu populacjach i że te haplotypy definiują klastry pozornie powiązanych haplotypów, które mogą identyfikować aż 8 lub 9 niezależnych mutacji WRN w tych 2 populacjach.

Ye et al. (1995) użyli mapowania homozygotyczności z markerami pochodzącymi z biblioteki mikrodysekcji 8p22-p12 do typowania członków japońskich rodzin z WRN. Jeden marker, MS8-134 (D8S1055), wykazał wynik lod ponad 20 przy theta = 0,00.

Yu et al. (1996) zidentyfikowali 4 mutacje w genie WRN u pacjentów z zespołem Wernera. Dwie z tych mutacji (604611.0003 i 604611.0004) były mutacjami typu splice-junction, których przewidywanym skutkiem było wyłączenie eksonów z końcowego posłańca RNA. Jedna z tych mutacji (604611.0004), której wynikiem było przesunięcie ramki i przewidywane obcięte białko, została znaleziona w stanie homozygotycznym u 60% badanych japońskich pacjentów z zespołem Wernera. Pozostałe 2 mutacje były mutacjami nonsensownymi (604611.0001 i 604611.0002). Identyfikacja zmutowanej putatywnej helikazy jako produktu genu WRN zasugerowała Yu i wsp. (1996), że wadliwy metabolizm DNA jest zaangażowany w złożony proces starzenia się u pacjentów z zespołem Wernera.

Oshima i wsp. (1996) zgłosili 9 nowych mutacji WRN u 10 pacjentów z zespołem Wernera, w tym u 4 pacjentów japońskich i 6 pacjentów rasy kaukaskiej. Mutacje te były zlokalizowane w różnych miejscach w całym regionie kodującym. Oshima i wsp. (1996) zauważyli, że wszystkie znalezione do tej pory mutacje WRN albo tworzą kodon stop, albo powodują przesunięcia ramek, które prowadzą do przedwczesnego zakończenia. Zauważyli oni, że białko WRN jest częściowo homologiczne do helikaz RecQ i że zawiera 7 motywów helikazowych, z których 2 zostały znalezione we wszystkich białkach wiążących ATP. Oshima i wsp. (1996) dokonali krótkiego przeglądu funkcji helikaz i stwierdzili, że helikazy DNA są zaangażowane w wiele procesów molekularnych, w tym odwijanie DNA podczas replikacji, naprawę DNA i dokładną segregację chromosomalną.

Goto i wsp. (1997) badali mutacje genu helikazy opisane wcześniej przez Yu i wsp. (1996) u 89 japońskich pacjentów z zespołem Wernera. Trzydziestu pięciu (39,3%) było homozygotycznych dla mutacji 4 (604611.0004); 1 (1,1%) był homozygotyczny dla mutacji 1 (604611.0001); 6 (6,7%) było pozytywnych dla obu mutacji 1 i 4; 1 był homozygotyczny dla nowej mutacji, którą oznaczyli mutacją 5 (604611.0005); 13 (14,6%) miało pojedynczą kopię mutacji 4; 3 (3,4%) miało pojedynczą kopię mutacji 1; a pozostałe 30 (33,8%) było negatywne dla wszystkich 5 mutacji. Spośród 178 chromosomów u 89 pacjentów, 89 (50%) niosło mutację 4, 11 (6,2%) niosło mutację 1, a 2 (1,1%) niosło mutację 5. W 76 chromosomach (42,7%) nie zidentyfikowano żadnej mutacji.

Yu et al. (1997) przebadali osoby z zespołem Wernera pod kątem mutacji i zidentyfikowali 5 nowych. Cztery z tych nowych mutacji albo częściowo zaburzyły region domeny helikazy, albo spowodowały powstanie przewidywanych produktów białkowych pozbawionych całego regionu helikazy. Ich wyniki potwierdziły, że mutacje w genie WRN są odpowiedzialne za zespół Wernera. Ponadto, lokalizacja mutacji wskazała, że obecność lub brak domeny helikazy nie wpływa na fenotyp zespołu Wernera, sugerując, że zespół ten jest wynikiem całkowitej utraty funkcji produktu genu WRN.

Moser i wsp. (1999) dokonali przeglądu spektrum mutacji WRN w zespole Wernera, organizacji i potencjalnych funkcji białka WRN oraz możliwych mechanizmów łączących utratę funkcji WRN z klinicznymi i komórkowymi fenotypami zespołu Wernera.

Monnat (1999) przytoczył wyniki z własnego laboratorium oraz z laboratorium AGENE Research Institute wskazujące, że 80% mutacji WRN u japońskich pacjentów z zespołem Wernera prowadziło do braku wykrywalnego zmutowanego białka. Tak więc wiele, a być może wszystkie mutacje WRN związane z zespołem Wernera są prawdopodobnie funkcjonalnie równoważnymi allelami zerowymi. Wyniki te zaprzeczają sugestii Ishikawy i wsp. (1999), że inne spektrum mutacji w genie WRN u Japończyków może wiązać się z wyższym ryzykiem raka tarczycy typu brodawkowatego lub pęcherzykowego. Jednak konsekwentny brak białka WRN w komórkach pacjentów z zespołem Wernera może zarówno sprzyjać, jak i częściowo tłumaczyć rozwój raka tarczycy o histologii pęcherzykowej i anaplastycznej, w przeciwieństwie do bardziej brodawkowatej.

Używając mikroanalizy cDNA, Kyng i wsp. (2003) stwierdzili, że fibroblasty od 4 pacjentów z zespołem Wernera i fibroblasty od 5 starszych osób z grupy kontrolnej (średnia wieku 90 lat) wykazały zmiany transkrypcji 435 (6,3%) z 6,192 badanych genów w porównaniu z komórkami z grupy kontrolnej młodych dorosłych. Spośród 435 genów, 91% z 249 genów o znanej funkcji miało podobne zmiany transkrypcji zarówno u pacjentów z zespołem Wernera, jak i u normalnych starszych osób z grupy kontrolnej. Główne kategorie funkcjonalne podobnie transkrybowanych genów o znanej funkcji obejmowały metabolizm DNA/RNA, wzrost komórek i odpowiedź na stres. Kyng i wsp. (2003) stwierdzili, że zespół Wernera może być dobrym modelem dla normalnego starzenia się i że oba procesy są związane ze zmienioną transkrypcją.

Thomas i wsp. (1993) wykluczyli gen FGFR1 (136350) jako miejsce mutacji w zespole Wernera.

W próbkach krwi od pacjentów z zespołem Wernera, Sadakane i wsp. (1994) zidentyfikowali duże insercje lub delecje w genie polimerazy DNA beta (POLB; 174760), który mapuje się na 8p12-p11. Insercja 107-bp została znaleziona u 2 niezależnych pacjentów z zespołem Wernera i u matki-nosicielki jednego z pacjentów, ale nie u niedotkniętej chorobą siostry lub w zdrowej populacji. Autorzy sugerowali, że mutacje w genie POLB mogą leżeć u podłoża tego zaburzenia. Jednakże Chang i wsp. (1994) przedstawili kilka linii dowodów sugerujących, że POLB nie jest genem zespołu Wernera. Żele aktywności wykazały normalną aktywność enzymu i ruchliwość elektroforetyczną. Analiza sekwencji nukleotydów całego regionu kodującego nie wykazała mutacji, chociaż odkryto błędy w opublikowanej sekwencji dla POLB. Analiza polimorfizmu konformacji pojedynczej nici (SSCP) oraz analiza heterodupleksów nie ujawniły dowodów na mutacje w regionie promotorowym. Nowo wykryty polimorfizm nie ujawnił homozygotyczności w drodze dziedziczenia u spokrewnionego pacjenta. Hybrydyzacja fluorescencyjna in situ umiejscowiła gen POLB centromerycznie do D8S135 na 8p11.2, poza regionem szczytowej punktacji lodowej dla zespołu Wernera.

Lombard i wsp. (2000) wygenerowali myszy posiadające mutację, która eliminowała ekspresję C-końca domeny helikazy białka WRN. Zmutowane myszy rodziły się z oczekiwaną częstotliwością mendelian i nie wykazywały żadnych jawnych histologicznych oznak przyspieszonego starzenia się. Myszy były zdolne do życia powyżej 2 roku życia. Komórki pochodzące od tych zwierząt nie wykazywały zwiększonej wrażliwości na 2 genotoksyny. Jednakże, zmutowane fibroblasty starzały się o około 1 pasaż wcześniej niż kontrolne. Co ważne, myszy, które były podwójnie homozygotyczne dla niedoboru WRN i p53 (191170) wykazywały zwiększoną śmiertelność w stosunku do zwierząt, które były heterozygotyczne dla niedoboru WRN i homozygotyczne dla p53 null. Lombard i wsp. (2000) rozważali możliwe modele synergizmu pomiędzy mutacjami p53 i WRN w determinacji długości życia.