Journal of Rafsanjan University of Medical Sciences

fa تعیین واریانت‌های جدید در ژن‌های tRNALys و tRNAGly میتوکندریایی مرتبط با کم‌کاری مادرزادی تیروئید بر پایه شواهد مولکولی و تحلیل بیوانفورماتیکی: یک مطالعه مورد-شاهدی Identification of Novel Variants in Mitochondrial tRNALys and tRNAGly Genes Associated with Congenital Hypothyroidism based on Molecular Evidence and Bioinformatic Analysis: A Case-Control Study اطفال Pediatrics پژوهشي Research زمینه و هدف: اگرچه عوامل پاتوژنیک شناخته‌شده‌ای برای کم‌کاری مادرزادی تیروئید وجود دارد، اما نقش تغییرات در ژنوم میتوکندریایی (mtDNA) به طور کامل درک نشده است. این مطالعه با هدف شناسایی و تحلیل عملکردی واریانت‌های میتوکندریایی در دو ژن کلیدیtRNALys و tRNAGly در بیماران مبتلا به کم‌کاری مادرزادی تیروئید انجام شد. مواد و روش‌ها: در این مطالعه مورد-شاهدی، 75 بیمار، با سن 3 تا 11 سال و تعداد مشابهی فرد سالم به عنوان گروه کنترل بررسی شدند. پس از استخراج DNA از خون، نواحی ژنی tRNAGly و tRNALys به روش Touchdown-PCR تکثیر و با استفاده از تکنیک SSCP برای غربالگری واریانت‌ها بررسی شدند. واریانت‌های شناسایی‌ شده با توالی‌یابی سانگر تأیید و سپس با مجموعه‌ای از ابزارهای پیشرفته بیوانفورماتیکی از نظر تأثیر بر ساختار دوم tRNA، پایداری مولکولی و هم‌چنین پتانسیل بیماری‌زایی، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. یافته‌ها: دو واریانت در ژن tRNAGly، یک جهش بدمعنی (p.Val254Ile) در ژن کدکننده زیرواحد 3 سیتوکروم اکسیداز (MT-CO3) و دو واریانت هتروپلاسمی در ژن tRNALys ۸۳۳۵A>G و 8348A>G، شناسایی شد. واریانت 10011A>G با ایجاد اختلال در پیوندهای هیدروژنی، پایداری ساختار دوم tRNAGly را کاهش می‌دهد. واریانت 10034T>C با قرارگیری در ناحیه حیاتی حلقه متغیر، می‌تواند به شناسایی نادرست کدون منجر شود. جهش p.Val254Ile در MT-CO3 توسط تمامی نرم‌افزارهای پیش‌بینی، به عنوان یک جهش بیماری‌زای قطعی ارزیابی گردید. همچنین، واریانت‌های tRNALys در ناحیه‌ای حیاتی برای اتصال به ریبوزوم قرار دارند. نتیجه‌گیری: این مطالعه وجود طیفی از واریانت‌های میتوکندریایی را در بیماران تأیید می‌کند و نقش اختلال در عملکرد میتوکندری را احتمالاً در پاتوژنز کم‌کاری مادرزادی تیروئید تقویت می‌کند. واژه‌های کلیدی: کم‌کاری مادرزادی تیروئید، ژنوم میتوکندریایی، بیوانفورماتیک، tRNALys، tRNAGly، MT-CO3 <a name="_Hlk114425361">Background and Objectives:</a> Although several pathogenic factors underlying congenital hypothyroidism have been identified, the contribution of mitochondrial genome (mtDNA) variants remains incompletely understood. This study aimed to identify and functionally characterize mitochondrial variants in the tRNAGly and tRNALys genes in patients with congenital hypothyroidism. Materials and Methods: In this case–control study, 75 patients aged 3–11 years and an equal number of healthy individuals as the control group were enrolled. Following DNA extraction from peripheral blood samples, the tRNAGly and tRNALys gene regions were amplified using touchdown PCR, and the variants were screened by single-strand conformational polymorphism (SSCP) analysis. The variants identified were confirmed by Sanger sequencing and subsequently analyzed using a panel of advanced bioinformatics tools to evaluate their effects on tRNA secondary structure, molecular stability, and predicted pathogenicity. Results: Two variants in the tRNAGly gene, a missense mutation (p.Val254Ile) in the MT-CO3 gene encoding cytochrome c oxidase subunit III, and two heteroplasmic variants in the tRNALys gene (8335A>G and 8348A>G) were identified. The 10011A>G variant reduces tRNAGly secondary structure stability by disrupting hydrogen bonding, while 10034T>C, located in a critical variable loop region, may lead to codon misrecognition. The p.Val254Ile variant in MT-CO3 was predicted to be pathogenic by all in silico tools. The tRNALys variants are located within a region essential for ribosomal binding. Conclusion: This study confirms the presence of diverse mitochondrial variants in patients and supports a potential role of mitochondrial dysfunction in the pathogenesis of congenital hypothyroidism. Keywords: Congenital hypothyroidism, Mitochondrial genome, Bioinformatics, tRNALys, tRNAGly, MT-CO3 Funding: This study was funded by Yazd University, Yazd, Iran. Conflict of interest: None declared. Ethical considerations: The Ethics Committee of Yazd University approved the study (IR.YAZD.REC.1402.050). Authors’ contributions: - Conceptualization: Mohammad Mehdi Heidari - Methodology: Seyed Ali Madani Manshadi, Elaheh Jafari Nejad Bidgoli, Mahtab Ordooei - Data collection: Seyed Ali Madani Manshadi, Elaheh Jafari Nejad Bidgoli, Mahtab Ordooei - Formal analysis: Mohammad Mehdi Heidari, Mehri Khatami - Supervision: Mohammad Mehdi Heidari, Mehri Khatami - Project administration: Mohammad Mehdi Heidari - Writing - original draft: Mohammad Mehdi Heidari, Elaheh Jafari Nejad Bidgoli, Mehri Khatami <v:roundrect arcsize="0" id="Rounded_x0020_Rectangle_x0020_6" o:gfxdata="UEsDBBQABgAIAAAAIQC75UiUBQEAAB4CAAATAAAAW0NvbnRlbnRfVHlwZXNdLnhtbKSRvU7DMBSF dyTewfKKEqcMCKEmHfgZgaE8wMW+SSwc27JvS/v23KTJgkoXFsu+P+c7Ol5vDoMTe0zZBl/LVVlJ gV4HY31Xy4/tS3EvRSbwBlzwWMsjZrlprq/W22PELHjb51r2RPFBqax7HCCXIaLnThvSAMTP1KkI +gs6VLdVdad08ISeCho1ZLN+whZ2jsTzgcsnJwldluLxNDiyagkxOquB2Knae/OLUsyEkjenmdzb mG/YhlRnCWPnb8C898bRJGtQvEOiVxjYhtLOxs8AySiT4JuDystlVV4WPeM6tK3VaILeDZxIOSsu ti/jidNGNZ3/J08yC1dNv9v8AAAA//8DAFBLAwQUAAYACAAAACEArTA/8cEAAAAyAQAACwAAAF9y ZWxzLy5yZWxzhI/NCsIwEITvgu8Q9m7TehCRpr2I4FX0AdZk2wbbJGTj39ubi6AgeJtl2G9m6vYx jeJGka13CqqiBEFOe2Ndr+B03C3WIDihMzh6RwqexNA281l9oBFTfuLBBhaZ4ljBkFLYSMl6oAm5 8IFcdjofJ0z5jL0MqC/Yk1yW5UrGTwY0X0yxNwri3lQgjs+Qk/+zfddZTVuvrxO59CNCmoj3vCwj MfaUFOjRhrPHaN4Wv0VV5OYgm1p+LW1eAAAA//8DAFBLAwQUAAYACAAAACEAkJt4pvsEAAAyGQAA HwAAAGNsaXBib2FyZC9kcmF3aW5ncy9kcmF3aW5nMS54bWzsWdtuGzcQfS/QfxjsUwvYukWSYzVy IKu2kzRyDCnpS9EHesnV0uGSW5KSLH99D7myJTtufEmKAoVkWBouh8OZM8PhkPvq9WWhaC6sk0b3 k2atkZDQqeFST/vJp4/Huy8Tcp5pzpTRop8shUteH/z4wyvWm1pW5jIlSNCux/pJ7n3Zq9ddmouC uZophUZfZmzBPJp2WueWLSC5UPVWo9GtF0zq5GAt6lfmGc2sfIYoZdLPgg+ZnjMHkSrtbT5Z6ajS b5fMenp+YstJeWaD5unp/MyS5P0EyGlWAKKkvupYsaFZvzNquhZwmdki8Jsso8t+sgdg9iFqCbLb 6Tb3O5U4cekpRX/3xX53PzCkgaO1t9dsrObLP3xdQpoffV0GlKyUAbGhoCuDenr+pcXda4vHZqa5 4DQWKUJlqgR1b0C4HubK93CRI22GOXjEwFqzyAXjDmEXuDErwKzYI17rkUD4fDEyHOCymTcxZL4P bjc2s15pnT8RpqBA9BMbbAoGxdnY/L3zAYcpX3mZ8YuEskIh7udMUfQCpK0YQV3LC6OcUZIfS6Vi w07Ph8oShvWT4/hZ2X+LTWla9JP9TqsTNbjV5zZFNOLnPhHRhhiNAegjzSPtmVQVDS2Vjsi7VTj7 y0l0t788NHwZtD3HL/C3Bpgg7JAqQOTGXiW0QALoJ+6vGbMiIfVWw5X7zXYbbD422h2Ec0J2s+d8 s4fpFKL6iU+oIoceLQyZlVZOc8zUjMZrM4DfM+mrOKl0Ctop5yd+qUQ0LGoOQ4ipKZLZxcxVzlN6 UqYR+TI9S30FfLMTYFuhtskxyKKjHXi9q3hf3jDiaewP/q0SgA2CLSZViOp+IvTupwlS5hWgwCg6 DybQZ2GhUCPaIrIMUYVwijor5qUmvyxFxlLE90dZCEenYkFjUzCdUMm0cehotPDXbbxodBpt/LdA tdErfZofs0IqpIMmcnWaM+tE9FWUL9i/KDx1G8JP2RXTyOdrjQPAEeVAVJ87Grc2FN7de7nyBtAM oPqDofSAx+heSA7wCr4ruP8R8yamuYY70oHzP0R8yJQ8t3IDlFbjOLovuLMNJ+L7Digv8OCuG28h fUj3Y92+Rvk5WNOjMY5xXUX0FuJbC/CBcH4jJGdW0mi0QyPGsVrwo13OuKTJYIfesSx0n4oLxulQ 8il2DTraod9y1EUFmHfog+XGCPloX23Xw3pN3FlmDziLRrUHloS3ux/HG6l+m+RXWD8N6LdcaC8z mcZUTyajUzMXin7HWmAaWzD2x5H0BpWC5nikyI9PB++XDiUDj/SJWtKJ0Ng3B86ZVDKPWnQhfU5D g0pTYxdR9GZZGp8vrZFcuoIOmQOTgWijRDpTzNLRXEKVVES5h9JIXR1dcMQZaKaWTroeDWiIkbsQ 7K1RNPEzvnz0atzInNtaAPv0U5LnQ6vxbuGFQ+S28Hpu8ntHY5Y5pi+Y3gY3Kshb5df9xdc3FboP 7DTb2P6Oh4pPWs5phOQ/SR9fR20z9zqVhBPWUzI34ajT/YVaHfqp9XOPmu293b32U9P5//y88X2P /eGcfH2G5kYC80at22212vULOytcrdWptWrww/OcsC1dnrgA/jjGnYz88wu0heZnzLLxfZdH24Pb OuE8Kt2swYz3RLgLDHdGN9eYMycmZbjOrW4Qq3tOcITb7fqdtwVx6OrtRnglsdk++BsAAP//AwBQ SwMEFAAGAAgAAAAhALY7BCJUBgAACxoAABoAAABjbGlwYm9hcmQvdGhlbWUvdGhlbWUxLnhtbOxZ S28bNxC+F+h/WOy9sd6KjciBrUfcxk6CSEmRI6WldhlzlwuSsqNbkRwLFCiaFj00QG89FG0DJEAv 6a9xm6JNgfyFDrkPkRJVO0YKGEEswNid/WY4nJn9huReufogpt4R5oKwpONXL1V8DycTFpAk7Ph3 RoOPLvuekCgJEGUJ7vhzLPyr2x9+cAVtTShJxwzxYBThGHtgKBFbqONHUqZbGxtiAmIkLrEUJ/Bs yniMJNzycCPg6BgGiOlGrVJpbcSIJP42WJTKUJ/Cv0QKJZhQPlRmsJegGEa/OZ2SCdbY4LCqEGIu upR7R4h2fLAZsOMRfiB9jyIh4UHHr+g/f2P7ygbaypWoXKNr6A30X66XKwSHNT0mD8floI1Gs9Ha Ke1rAJWruH673+q3SnsagCYTmGnmi2mzubu522vmWAOUXTps99q9etXCG/brKz7vNNXPwmtQZr+x gh8MuhBFC69BGb65gm802rVuw8JrUIZvreDblZ1eo23hNSiiJDlcQVearXq3mG0JmTK654RvNhuD di03vkBBNZTVpYaYskSuq7UY3Wd8AAAFpEiSxJPzFE/RBGqyiygZc+LtkzCCwktRwgSIK7XKoFKH /+rX0Fc6ImgLI0Nb+QWeiBWR8scTE05S2fE/Aau+AXn94qfXL555Jw+fnzz89eTRo5OHv2SGLK09 lISm1qsfvvznyWfe38++f/X4azdemPg/fv7899++cgNhposQvPzm6Z/Pn7789ou/fnzsgO9wNDbh IxJj4d3Ax95tFsPEdAhsz/GYv5nGKELE1NhJQoESpEZx2O/LyELfmCOKHLhdbEfwLgeKcQGvze5b Dg8jPpPEYfF6FFvAA8boLuPOKFxXYxlhHs2S0D04n5m42wgducbuosTKb3+WArcSl8luhC03b1GU SBTiBEtPPWOHGDtmd48QK64HZMKZYFPp3SPeLiLOkIzI2KqmhdIeiSEvc5eDkG8rNgd3vV1GXbPu 4SMbCW8Fog7nR5haYbyGZhLFLpMjFFMz4PtIRi4nh3M+MXF9ISHTIabM6wdYCJfOTQ7zNZJ+HejF nfYDOo9tJJfk0GVzHzFmInvssBuhOHVhhySJTOzH4hBKFHm3mHTBD5j9hqh7yANK1qb7LsFWuk9n gzvArKZLiwJRT2bckctrmFn1O5zTKcKaaoD4LT6PSXIquS/RevP/pXUg0pffPXHM6qIS+g4nzjdq b4nG1+GWybvLeEAuPnf30Cy5heF1WW1g76n7PXX77zx1r3uf3z5hLzga6FstFbOlul64x2vX7VNC 6VDOKd4XeukuoDMFAxAqPb0/xeU+Lo3gUr3JMICFCznSOh5n8lMio2GEUljfV31lJBS56VB4KROw 7Ndip22Fp7P4gAXZdrVaVVvTjDwEkgt5pVnKYashM3SrvdiClea1t6HeKhcOKN03ccIYzHai7nCi XQhVkPTGHILmcELP7K14senw4rIyX6RqxQtwrcwKLJ08WHB1/GYDVEAJdlSI4kDlKUt1kV2dzLeZ 6XXBtCoA1hFFBSwyval8XTs9Nbus1M6QacsJo9xsJ3RkdA8TEQpwXp1KehY33jTXm4uUWu6pUOjx oLQWbrQv/5cX58016C1zA01MpqCJd9zxW/UmlMwEpR1/Ctt+uIxTqB2hlryIhnBgNpE8e+HPwywp F7KHRJQFXJNOxgYxkZh7lMQdX02/TANNNIdo36o1IIQL69wm0MpFcw6SbicZT6d4Is20GxIV6ewW GD7jCudTrX5+sNJkM0j3MAqOvTGd8dsISqzZrqoABkTA6U81i2ZA4DizJLJF/S01ppx2zfNEXUOZ HNE0QnlHMck8g2sqL93Rd2UMjLt8zhBQIyR5IxyHqsGaQbW6adk1Mh/Wdt3TlVTkDNJc9EyLVVTX dLOYNULRBpZieb4mb3hVhBg4zezwGXUvU+5mwXVL64SyS0DAy/g5uu4ZGoLh2mIwyzXl8SoNK87O pXbvKCZ4imtnaRIG67cKs0txK3uEczgQnqvzg95y1YJoWqwrdaRdnyYOUOqNw2rHh88DcD7xAK7g A4MPspqS1ZQMruCrAbSL7Ki/4+cXhQSeZ5ISUy8k9QLTKCSNQtIsJM1C0iokLd/TZ+LwHUYdh/te ceQNPSw/Is/XFvb3m+1/AQAA//8DAFBLAwQUAAYACAAAACEAnGZGQbsAAAAkAQAAKgAAAGNsaXBi b2FyZC9kcmF3aW5ncy9fcmVscy9kcmF3aW5nMS54bWwucmVsc4SPzQrCMBCE74LvEPZu0noQkSa9 iNCr1AcIyTYtNj8kUezbG+hFQfCyMLPsN7NN+7IzeWJMk3ccaloBQae8npzhcOsvuyOQlKXTcvYO OSyYoBXbTXPFWeZylMYpJFIoLnEYcw4nxpIa0cpEfUBXNoOPVuYio2FBqrs0yPZVdWDxkwHii0k6 zSF2ugbSL6Ek/2f7YZgUnr16WHT5RwTLpRcWoIwGMwdKV2edNS1dgYmGff0m3gAAAP//AwBQSwEC LQAUAAYACAAAACEAu+VIlAUBAAAeAgAAEwAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAW0NvbnRlbnRfVHlwZXNd LnhtbFBLAQItABQABgAIAAAAIQCtMD/xwQAAADIBAAALAAAAAAAAAAAAAAAAADYBAABfcmVscy8u cmVsc1BLAQItABQABgAIAAAAIQCQm3im+wQAADIZAAAfAAAAAAAAAAAAAAAAACACAABjbGlwYm9h cmQvZHJhd2luZ3MvZHJhd2luZzEueG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhALY7BCJUBgAACxoAABoAAAAA AAAAAAAAAAAAWAcAAGNsaXBib2FyZC90aGVtZS90aGVtZTEueG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhAJxm RkG7AAAAJAEAACoAAAAAAAAAAAAAAAAA5A0AAGNsaXBib2FyZC9kcmF3aW5ncy9fcmVscy9kcmF3 aW5nMS54bWwucmVsc1BLBQYAAAAABQAFAGcBAADnDgAAAAA= " style="position:absolute; left:0; text-align:left; margin-top:34px; width:503.7pt; height:57.3pt; z-index:251664896; v-text-anchor:top"> <v:textbox> <table width="100%"> <tbody> <tr> <td> <div>Citation: Heidari MM, Madani Manshadi SA, Jafari Nejad Bidgoli E, Khatami M, Ordooei M. Identification of Novel Variants in Mitochondrial tRNALys and tRNAGly Genes Associated with Congenital Hypothyroidism Based on Molecular Evidence and Bioinformatic Analysis: A Case-Control Study. J Rafsanjan Univ Med Sci 2026; 25 (2): 147-74. doi: 10.66224/jrums.25.2.147. [Farsi]. </div> </td> </tr> </tbody> </table> </v:textbox> <w:wrap anchorx="margin"> </w:wrap></v:roundrect>- Writing - review & editing: Mohammad Mehdi Heidari, Mehri Khatami   کم‌کاری مادرزادی تیروئید, ژنوم میتوکندریایی, بیوانفورماتیک, tRNALys, tRNAGly, MT-CO3 Congenital hypothyroidism, Mitochondrial genome, Bioinformatics, tRNALys, tRNAGly, MT-CO3 147 174 http://journal.rums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-4581-3&slc_lang=fa&sid=1 Mohammad Mehdi Heidari محمد مهدی حیدری heidarimm@yazd.ac.ir 6900319475328460063094 6900319475328460063094 Yes Yazd University دانشگاه یزد Seyed Ali Madani Manshadi سید علی مدنی منشادی seyedali.m1993@gmail.com 6900319475328460063095 6900319475328460063095 No Yazd University دانشگاه یزد Elaheh Jafari Nejad Bidgoli الهه جعفری نژاد بیدگلی elahehjafari1999@gmail.com 6900319475328460063096 6900319475328460063096 No Yazd University دانشگاه یزد Mehri Khatami مهری خاتمی m.khatami@yazd.ac.ir 6900319475328460063097 6900319475328460063097 No Yazd University دانشگاه یزد Mahtab Ordooei مهتاب اردویی dr.ordooei@yahoo.com 6900319475328460063098 6900319475328460063098 No Shahid Sadoughi University of Medical Sciences دانشگاخ علوم پزشکی شهید صدوقی یزد