Das hereditäre nicht-polypöse kolorektale Karzinom (HNPCC) bildet mit 2-3 % aller kolorektalen Karzinomen die häufigste Form der erblichen Darmkrebserkrankungen. Sie wird meist durch Mutationen in den Genen MLH1 und MSH2 verursacht. Beide Gene codieren zusammen mit anderen Genen (MSH6, MLH3, PMS1 und PMS) für Proteine des DNA-Mismatch-Repair-Systems, welches wichtig für die Stabilität des Genoms ist. Um Träger dieser Mutationen zu identifizieren und frühzeitig Vorsorgeprogrammen zuzuführen, ist ein zuverlässiges Auswahlverfahren notwendig. Aus diesem Grund wird in der vorliegenden Arbeit untersucht, ob die Methode der denaturierenden Hochdruckflüssigkeits-Chromatographie (DHPLC) geeignet ist, um nach Mutationen in den Genen MLH1 und MSH2 zu suchen. Bei 26 weiblichen Patienten und 2 männlichen Probanden im Alter von 23 bis 69 Jahren, die an einem Mammakarzinom (26), einer Dysplasie der Portio (1) sowie an einem Ovarialkarzinom (1) erkrankt waren, und bei deren Familienmitglieder gehäuft Tumoren auftraten, wurden die Gene MLH1 und MSH2 mittels DHPLC gescreent. Dabei wurden alle Exons von MLH1 außer 3, 5-7, 9-10, 14-15 und 18 sowie alle Exons von MSH2 außer Exon 1-2, 4, 9 und 14 einschließlich der flankierenden Exon-/Intron-Grenzen untersucht. Bei insgesamt 41 einzelnen Patientenkurven wich das Muster des DHPLC-Chromatogramms als Hinweis auf eine Genveränderung durch mehrfache oder verbreiterte Peaks vom normalen Kurvenverlauf ab. Die sich daran anschließende DNA-Sequenzanalyse ergab bei 35 der auffälligen Kurven polymorphe Sequenz-Varianten. Keine der gefundenen Sequenzveränderungen stellte eine krankheitsauslösende Mutation für HNPCC dar. Die in dieser Arbeit erreichte Sensitivität des DHPLC-Verfahrens liegt damit bei 85,4 %. Das DHPLC-Verfahren konnte als zuverlässige und vergleichsweise kostengünstige Voruntersuchung etabliert werden.

Das hereditäre nicht-polypöse kolorektale Karzinom (HNPCC) bildet mit 2-3 % aller kolorektalen Karzinomen die häufigste Form der erblichen Darmkrebserkrankungen. Sie wird meist durch Mutationen in den Genen MLH1 und MSH2 verursacht. Beide Gene codieren zusammen mit anderen Genen (MSH6, MLH3, PMS1 und PMS) für Proteine des DNA-Mismatch-Repair-Systems, welches wichtig für die Stabilität des Genoms ist. Um Träger dieser Mutationen zu identifizieren und frühzeitig Vorsorgeprogrammen zuzuführen, ist ein zuverlässiges Auswahlverfahren notwendig. Aus diesem Grund wird in der vorliegenden Arbeit untersucht, ob die Methode der denaturierenden Hochdruckflüssigkeits-Chromatographie (DHPLC) geeignet ist, um nach Mutationen in den Genen MLH1 und MSH2 zu suchen. Bei 26 weiblichen Patienten und 2 männlichen Probanden im Alter von 23 bis 69 Jahren, die an einem Mammakarzinom (26), einer Dysplasie der Portio (1) sowie an einem Ovarialkarzinom (1) erkrankt waren, und bei deren Familienmitglieder gehäuft Tumoren auftraten, wurden die Gene MLH1 und MSH2 mittels DHPLC gescreent. Dabei wurden alle Exons von MLH1 außer 3, 5-7, 9-10, 14-15 und 18 sowie alle Exons von MSH2 außer Exon 1-2, 4, 9 und 14 einschließlich der flankierenden Exon-/Intron-Grenzen untersucht. Bei insgesamt 41 einzelnen Patientenkurven wich das Muster des DHPLC-Chromatogramms als Hinweis auf eine Genveränderung durch mehrfache oder verbreiterte Peaks vom normalen Kurvenverlauf ab. Die sich daran anschließende DNA-Sequenzanalyse ergab bei 35 der auffälligen Kurven polymorphe Sequenz-Varianten. Keine der gefundenen Sequenzveränderungen stellte eine krankheitsauslösende Mutation für HNPCC dar. Die in dieser Arbeit erreichte Sensitivität des DHPLC-Verfahrens liegt damit bei 85,4 %. Das DHPLC-Verfahren konnte als zuverlässige und vergleichsweise kostengünstige Voruntersuchung etabliert werden.:Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 8 1.1 Das hereditäre nicht-polypöse kolorektale Karzinom (hereditary non-polyposis colorectal Cancer; HNPCC) 8 1.1.1 Definition, Epidemiologie und Krankheitsbild 8 1.1.2 Klinische Diagnostik 9 1.1.3 Genetische Diagnostik 11 1.1.4 Bedeutung der Diagnosestellung bei HNPCC-Patienten für die Behandlung 11 1.1.5 Molekulargenetische Grundlagen des HNPCC 13 1.2 Die hMLH1- und hMSH2-Gene 15 1.2.1 Lokalisation, Struktur und Funktion der hMHL-Gene 16 1.3 Detektion von Struktur- und Sequenzveränderungen bei HNPCC 17 1.3.1 Die Einzelstrang-Konformationspolymorphismus-Analyse (SSCP) 18 1.3.2 Die denaturierende Gradientengelelektrophorese (DGGE) 18 1.3.3 Die denaturierende Hochdruckflüssigkeits-Chromatographie (DHPLC) 19 2 Ziele dieser Arbeit 23 3 Patienten, Material und Methoden 24 3.1 Patienten 24 3.2 Materialien und Geräte 27 3.2.1 Materialien 27 3.2.2 Technische Geräte 28 3.2.3 Reagenzien 29 3.2.4 Lösungen und Puffer 30 3.2.5 Standards und Farbstoffe 31 3.2.6 Molekulardiagnostische Kits 31 3.2.7 Enzyme 32 3.3 Primer 32 3.4 Softwareprogramme, Datenbanken und Sequenzquellen 34 3.4.1 Software zur Schmelzpunktbestimmung 34 3.4.2 ABI PRISMTM Software zur Sequenzanalyse 34 3.4.3 Mutationsdatenbanken (Online) 34 3.4.4 DNA-Sequenzen 34 3.5 Methoden 35 3.5.1 DNA-Isolierung aus Vollblut 35 3.5.2 DNA-Amplifikation mittels Polymerase-Kettenreaktion (PCR) 36 3.5.3 Denaturierende Hochdruckflüssigkeits-Chromatographie (DHPLC) 38 3.5.4 DNA-Sequenzierung 41 4 Ergebnisse 46 4.1 Quantität und Qualität der isolierten DNA 46 4.1.1 DNA-Schmelzpunkt- und Fließgradienten-Bestimmung mittels WAVE®Maker-Software 47 4.1.2 Fragmentanalyse mittels DHPLC 49 4.2 DNA-Sequenzierung 54 4.2.1 Polymorphismen 55 5 Diskussion 61 5.1 Genotyp- und Phänotyp-Beziehung 61 5.1.1 Erstmanifestationsalter und Tumorspektrum 61 5.1.2 Fehlender Mutationsnachweis 62 5.2 DHPLC-Methode als Screening-Verfahren 65 5.2.1 Zeitersparnis 65 5.2.2 Kostenersparnis 67 5.2.3 Nachweisgenauigkeit 67 5.2.4 Nachweis von Sequenzvarianten 68 5.2.5 Chromatogramm-Interpretation 70 5.2.6 Anfälligkeiten für Störfaktoren 71 6 Zusammenfassung der Arbeit 73 7 Literaturverzeichnis 75 7.1 Web-Adressen 86 8 Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit 89 9 Lebenslauf 90 10 Danksagung 92

Mjölksyrabakterier tillhörande släkten Lactobacillus och Bifidobacterium har nyligen upptäckts hos bin och i honungen de producerar och innefattar 13 nya arter[1]. Forskarna arbetar med att ta fram nya snabba och mer pålitliga identifierings metoder för att karakterisera dessa bakterier.I detta projekt undersöktes möjligheten att identifiera dessa bakterier med en ny metod som heter denaturing high performance liquid chromatography (DHPLC). Metoden bygger på separation av PCR (polymerase chain reaction) amplifierade 16S rDNA fragment i DHPLC [8]. Vid identifiering av bakterier amplifierades olika variabla regioner från 16S rRNA genen, som påvisade efter sekvensering störst genetisk variation mellan dessa bakterier [1]. Separationen utfördes med ion-pair reverse-phase high presure liquid chromatoghaphy (IP RP HPLC) med delvis denaturering av DNA molekylen. Tidigare studier av identifiering av marina bakterier med DHPLC resulterade i optimal separation [9]. Identifiering av följande mjölksyrabakterier kunde verifieras till en viss grad. Analys i DHPLC visade profiler med urskiljbara toppar som utgjorde separation på artnivå, detta enbart mellan två bakterier tillhörande släktet Lactobacillus. Trots olika justeringar av analys parametrar gällande kolonntemperatur och elueringsbuffert, erhölls inte separation mellan alla 13 arter. Analysen kan ha påverkats av en rad olika funktionsfel i HPLC systemet och felaktig beredning av prov. Metoden kunde eventuellt förbättrats om tiden inte varit en begränsning. / Lactic acid bacteria belonging to genera Lactobacillus and Bifidobacterium has been recently discovered in bees and the honey they produce, and includes 13 new species [1]. Researchers are working to develop new rapid and more reliable detection methods to characterize these bacteria.In this project we investigate the possibility of identifying these bacteria with a new method called denaturing high performance liquid chromatography, DHPLC. The method involves the separation of the PCR (polymerase chain reaction) amplified 16S rDNA fragments in the DHPLC [8].For the identification of bacteria various variable regions of 16S rRNA gene was amplified, sequencing proved great genetic variability between these bacteria [1]. Separation is effected by means of ion-pair reverse-phase high pressure liquid chromatography (IP RP HPLC) with partial denaturation of the DNA molecule.Previous studies of the identification of marine bacteria by DHPLC resulted in optimal separation [9]. Identification of the following lactic acid bacteria was verified to some limited degree. Analysis of the DHPLC demonstrated profiles with distinguishable peaks that represented the separation at the species level, that only between two bacteria of the genus Lactobacillus.Despite numerous adjustments of operating conditions such as existing column temperature and eluent buffer, did not result in separation of all 13 species. The analysis may have been influenced by a variety of malfunctions in the HPLC system and improper sample preparation. The method could possibly be improved if time was not a limitation.

Mit dem Ziel, die denaturierende Hochdruck-Flüssigkeitschromatographie (DHPLC) als standardisierte Methode in der molekulargenetischen Diagnostik des TBX1-Gens einzuführen, wurde an 35 Patienten mit begründetem klinischen Verdacht oder Nachweis eines congenitalen Herzfehlers die Mutationsanalyse etabliert und durchgeführt. Die erzielten Ergebnisse bestätigten die kosteneffiziente und zugleich einfache Durchführung des Verfahrens. In der Evaluation wurde für die DHPLC zudem eine hohe Sensitivität und Spezifität nachgewiesen, womit der zukünftige Einsatz dieser Methode im routinemäßigen Mutationsscreening gerechtfertig ist. Mittels DHPLC konnten im Rahmen der vorliegenden Dissertation insgesamt 14 verschiedene Veränderungen im TBX1-Gen identifiziert und in der anschließenden Sequenzanalyse als Polymorphismen (Normvarianten) charakterisiert werden.

Mit dem Ziel, die denaturierende Hochdruck-Flüssigkeitschromatographie (DHPLC) als standardisierte Methode in der molekulargenetischen Diagnostik des TBX1-Gens einzuführen, wurde an 35 Patienten mit begründetem klinischen Verdacht oder Nachweis eines congenitalen Herzfehlers die Mutationsanalyse etabliert und durchgeführt. Die erzielten Ergebnisse bestätigten die kosteneffiziente und zugleich einfache Durchführung des Verfahrens. In der Evaluation wurde für die DHPLC zudem eine hohe Sensitivität und Spezifität nachgewiesen, womit der zukünftige Einsatz dieser Methode im routinemäßigen Mutationsscreening gerechtfertig ist. Mittels DHPLC konnten im Rahmen der vorliegenden Dissertation insgesamt 14 verschiedene Veränderungen im TBX1-Gen identifiziert und in der anschließenden Sequenzanalyse als Polymorphismen (Normvarianten) charakterisiert werden.

Die DNA-Sequenzierung nimmt in der molekulargenetischen Diagnostik seit vielen Jahren einen großen Stellenwert ein. Zeit- und kosteneffektivere Methoden wie die DHPLC wurden seither für verschiedene Gene etabliert. Ziel dieser Arbeit war die Etablierung der DHPLC für das ATRX-Gen bei Patienten mit Verdacht auf das ATRX-Syndrom. Nach erfolgreicher Etablierung der DHPLC sollten im Rahmen dieser Arbeit 38 Patientenproben des Instituts für Humangenetik der Universität Leipzig mit Verdacht auf das ATRX-Syndrom mittels DHPLC und Sequenzierung untersucht werden. Die Etablierung der DHPLC gelang in der vorliegenden Arbeit für alle - das ATRX-Gen vollständig umspannenden - 42 Fragmente. Jede der vorliegenden Sequenzvariationen konnte nach Abschluss der Arbeit detektiert werden. Unter Verwendung von Maxima® stellten sich initial 22 von 24 verschiedenen Sequenzvariationen zum Wildtyp different dar. Die verbleibenden zwei Mutationen p.R246C und p.A238P im Fragment 9 wurden unter Verwendung höherer Temperaturen, eines kürzeren Fragmentes oder anderer Polymeraseenzyme (AmpliTaq Gold® bzw. HighFidelity) detektiert. Nach Abschluss der Etablierung der DHPLC konnte eine Sensitivität und Spezifität von 100% erreicht werden. In den Patientenuntersuchungen des Instituts für Humangenetik der Universität Leipzig fanden sich bei 38 Patientenproben vier verschiedene als benigne beschriebene Polymorphismen bei insgesamt 19 Patienten, ein noch nicht veröffentlichter Polymorphismus im Intron 26 sowie eine bis dato nicht beschriebene und als pathogen einzustufende Mutation im Exon 34. In 100 Kontrollen der DNA-Bank des Instituts für Humangenetik der Universität Leipzig konnte der bisher nicht publizierte Polymorphismus im Intron 26 sieben Mal gefunden werden. Die bis dato nicht beschriebene Deletion p.2385_2395del im Exon 34 führt zu einem vorzeitigen Abbruch des ATRX-Proteins und ist somit als sicher pathogen einzustufen. Die Untersuchung der Mutter des Patienten konnte den Konduktorenstatus nachweisen. Für die Familie des betroffenen Patienten konnte mit der vorliegenden Arbeit die Diagnose des ATRX-Syndroms gesichert werden. Die DNA-Proben der Patienten bei denen keine Mutation nachgewiesen werden konnte, sollten bei weiterhin dringendem Verdacht auf das ATRX-Syndrom mittels qRT-PCR bzw. MLPA untersucht werden, um große Deletionen, Insertionen oder Duplikationen auszuschließen. Mithilfe dieser Arbeit gelang die Etablierung der DHPLC für das ATRX-Gen als ökonomische, sehr sensitive und effiziente Methode zur Diagnostik des ATRX-Syndroms. Die Entscheidung, in welcher Form und mit welcher Methode DNA-Proben bei Verdacht auf ATRX-Syndrom untersucht werden, bleibt jedoch eine individuelle Entscheidung jedes Instituts unter Betrachtung der jeweiligen Gegebenheiten vor Ort.

A Doença Granulomatosa Crônica é uma imunodeficiência grave e rara, na qual os quadros infecciosos por bactérias e fungos, ocorrem predominantemente nas barreiras naturais do organismo. O defeito reside em mutações em um dos componentes do sistema NADPH oxidase. O dHPLC mostrou-se mais sensível que o SSCP, sendo eficaz na detecção de alterações em 100% dos casos. Identificamos sete mutações diferentes no gene CYBB, sendo quatro delas inéditas. São elas R226X; R290X; e C537R. Dentre as mutações inéditas identificamos: T302fsX46; c.141 +5 G> T; C185R; e H222L. Identificamos a mutação V25fsX51 no gene NCF1 em duas pacientes. Estabelecemos uma correlação entre genótipo e fenótipo clínico baseado em manifestações clínicas relevantes na DGC, nos fornecendo dados importantes de cada manifestação clínica e um índice de gravidade clínica (IGC) para cada tipo de mutação. Os resultados contribuem para a construção de estratégias que permitam a identificação dos defeitos genético-moleculares relacionados à DGC. / Chronic granulomatous disease is a primary immunodeficiency characterized by recurrent and severe infections, affecting the body barriers. In these patients, phagocytes present a failure in the respiratory burst caused by a deficiency of the NADPH oxidase system, and a microbicidal defect. Mutations affecting one of the components of the NADPH oxidase system. The dHPLC proved to be more sensitive to the SSCP, being effective in detecting changes in 100% of cases. We found seven different mutations, four of which are original. Are they R226X; R290X; and C537R. Among the unpublished mutations identified: T302fsX46; c. 141 + 5 G > T; C185R; and H222L. We identify the gene mutation V25fsX51 NCF1 in two patients. We have established a correlation between genotype and phenotype clinical relevant clinical manifestations based on DGC in providing important data from each clinical and clinical severity index (CSI) for each type of mutation. The results contribute to the construction of strategies enabling the identification of molecular genetic defects related to CGD.

A Doença Granulomatosa Crônica é uma imunodeficiência grave e rara, na qual os quadros infecciosos por bactérias e fungos, ocorrem predominantemente nas barreiras naturais do organismo. O defeito reside em mutações em um dos componentes do sistema NADPH oxidase. O dHPLC mostrou-se mais sensível que o SSCP, sendo eficaz na detecção de alterações em 100% dos casos. Identificamos sete mutações diferentes no gene CYBB, sendo quatro delas inéditas. São elas R226X; R290X; e C537R. Dentre as mutações inéditas identificamos: T302fsX46; c.141 +5 G> T; C185R; e H222L. Identificamos a mutação V25fsX51 no gene NCF1 em duas pacientes. Estabelecemos uma correlação entre genótipo e fenótipo clínico baseado em manifestações clínicas relevantes na DGC, nos fornecendo dados importantes de cada manifestação clínica e um índice de gravidade clínica (IGC) para cada tipo de mutação. Os resultados contribuem para a construção de estratégias que permitam a identificação dos defeitos genético-moleculares relacionados à DGC. / Chronic granulomatous disease is a primary immunodeficiency characterized by recurrent and severe infections, affecting the body barriers. In these patients, phagocytes present a failure in the respiratory burst caused by a deficiency of the NADPH oxidase system, and a microbicidal defect. Mutations affecting one of the components of the NADPH oxidase system. The dHPLC proved to be more sensitive to the SSCP, being effective in detecting changes in 100% of cases. We found seven different mutations, four of which are original. Are they R226X; R290X; and C537R. Among the unpublished mutations identified: T302fsX46; c. 141 + 5 G > T; C185R; and H222L. We identify the gene mutation V25fsX51 NCF1 in two patients. We have established a correlation between genotype and phenotype clinical relevant clinical manifestations based on DGC in providing important data from each clinical and clinical severity index (CSI) for each type of mutation. The results contribute to the construction of strategies enabling the identification of molecular genetic defects related to CGD.

Doctor of Philosophy(PhD) / Hyperparathyroidism, a disease of the parathyroid glands, is one of the most common endocrinopathies, having a prevalence of 1 – 3 per 1000 individuals. It is characterised by calcium insensitive hypersecretion of parathyroid hormone, and increased cell proliferation. While the treatment for familial as well as many sporadic tumours associated with hyperparathyroidism includes parathyroidectomy, the extent of surgery and the follow-up monitoring regime, are dependent on accurate clinical and histopathological classification of the lesion. However, overlaps in histopathological and morphological features confound distinctions between the three main classifications of adenoma, hyperplasia and carcinoma and differential diagnosis of these lesions remains challenging. At the start of this candidature in January 2002, the genes associated with two familial syndromes in which hyperparathyroidism may feature, Multiple Endocrine Neoplasia (MEN) 1 and 2 had been identified, respectively MEN1 and RET. In addition, overexpression or translocation of cyclin D1 had been identified in both benign and malignant sporadic lesions, indicating a role for cyclin D1 in parathyroid tumorigenesis. However, the underlying events leading either directly, or indirectly, to the development of a large proportion of parathyroid lesions are still largely unknown. The work described in this thesis has contributed to the understanding of parathyroid lesions and the diagnosis and prognosis of affected individuals. During this candidature, constitutive mutation of HRPT2 was associated with Hyperparathyroidism–Jaw Tumour syndrome (HPT-JT). HRPT2 mutation analysis and loss of heterozygosity studies at 1q24-32 in parathyroid tumours presented in this thesis identified the strong association of HRPT2 mutation with sporadic parathyroid malignancy. In addition, 2-hits affecting HRPT2 were identified in several tumours suggestive of a role for HRPT2 as a tumour suppressor gene in sporadic parathyroid tumorigenesis. Microarray analysis of parathyroid tumours presented in this thesis identified three broad clusters of tumours. Cluster 1 comprised predominantly hyperplastic specimens and also included the normal tissue. Cluster 2, the most robust of the clusters, consisted of tumours harbouring HRPT2 mutations. The HPT-JT-associated tumours, both benign and malignant, and sporadic carcinomas, comprised this cluster. Cluster 3 contained the majority of the sporadic adenoma specimens, some hyperplasia, as well as all of the MEN 1-associated tumours. The cluster data is strongly suggestive that parathyroid tumours with somatic HRPT2 mutation, or tumours developing on a background of germline HRPT2 mutation, follow pathways distinct from those involved in mutant MEN 1-related parathyroid tumours. The results of this work provide strong evidence for an adenoma to carcinoma progression model for parathyroid tumorigenesis in the presence of a germline HRPT2 mutation. With the knowledge that both HRPT2 and MEN1 have significant roles in familial as well as sporadic parathyroid tumorigenesis, assays for mutation screening of these two genes have been developed as part of this thesis. These assays will facilitate a rapid molecular diagnosis for patients with one of these familial syndromes. Furthermore, novel putative biomarkers for different parathyroid tumour subtypes have also been identified. VCAM1 and UCHL1 (PGP9.5) were found to be significantly overexpressed in tumours harbouring an HRPT2 mutation at both the transcript and protein level. These two molecules are suggested as putative biomarkers for the discrimination of sporadic carcinoma or HPT-JT-associated tumours. RALDH2 transcript and protein were highly significantly overexpressed in the hyperplasia class relative to the adenoma class, and this molecule is suggested as a putative biomarker for discrimination of these classes of parathyroid tumours. These biomarkers may assist in the accurate diagnosis and prognosis of hyperparathyroidism. Large cohort studies of these putative biomarkers will be required to determine their robustness in discriminating parathyroid tumour subtypes. Further studies of their putative role in parathyroid tumorigenesis may identify them as novel molecular targets for future therapeutics to treat both hyperplastic and neoplastic parathyroid lesions.

Doctor of Philosophy(PhD) / Hyperparathyroidism, a disease of the parathyroid glands, is one of the most common endocrinopathies, having a prevalence of 1 – 3 per 1000 individuals. It is characterised by calcium insensitive hypersecretion of parathyroid hormone, and increased cell proliferation. While the treatment for familial as well as many sporadic tumours associated with hyperparathyroidism includes parathyroidectomy, the extent of surgery and the follow-up monitoring regime, are dependent on accurate clinical and histopathological classification of the lesion. However, overlaps in histopathological and morphological features confound distinctions between the three main classifications of adenoma, hyperplasia and carcinoma and differential diagnosis of these lesions remains challenging. At the start of this candidature in January 2002, the genes associated with two familial syndromes in which hyperparathyroidism may feature, Multiple Endocrine Neoplasia (MEN) 1 and 2 had been identified, respectively MEN1 and RET. In addition, overexpression or translocation of cyclin D1 had been identified in both benign and malignant sporadic lesions, indicating a role for cyclin D1 in parathyroid tumorigenesis. However, the underlying events leading either directly, or indirectly, to the development of a large proportion of parathyroid lesions are still largely unknown. The work described in this thesis has contributed to the understanding of parathyroid lesions and the diagnosis and prognosis of affected individuals. During this candidature, constitutive mutation of HRPT2 was associated with Hyperparathyroidism–Jaw Tumour syndrome (HPT-JT). HRPT2 mutation analysis and loss of heterozygosity studies at 1q24-32 in parathyroid tumours presented in this thesis identified the strong association of HRPT2 mutation with sporadic parathyroid malignancy. In addition, 2-hits affecting HRPT2 were identified in several tumours suggestive of a role for HRPT2 as a tumour suppressor gene in sporadic parathyroid tumorigenesis. Microarray analysis of parathyroid tumours presented in this thesis identified three broad clusters of tumours. Cluster 1 comprised predominantly hyperplastic specimens and also included the normal tissue. Cluster 2, the most robust of the clusters, consisted of tumours harbouring HRPT2 mutations. The HPT-JT-associated tumours, both benign and malignant, and sporadic carcinomas, comprised this cluster. Cluster 3 contained the majority of the sporadic adenoma specimens, some hyperplasia, as well as all of the MEN 1-associated tumours. The cluster data is strongly suggestive that parathyroid tumours with somatic HRPT2 mutation, or tumours developing on a background of germline HRPT2 mutation, follow pathways distinct from those involved in mutant MEN 1-related parathyroid tumours. The results of this work provide strong evidence for an adenoma to carcinoma progression model for parathyroid tumorigenesis in the presence of a germline HRPT2 mutation. With the knowledge that both HRPT2 and MEN1 have significant roles in familial as well as sporadic parathyroid tumorigenesis, assays for mutation screening of these two genes have been developed as part of this thesis. These assays will facilitate a rapid molecular diagnosis for patients with one of these familial syndromes. Furthermore, novel putative biomarkers for different parathyroid tumour subtypes have also been identified. VCAM1 and UCHL1 (PGP9.5) were found to be significantly overexpressed in tumours harbouring an HRPT2 mutation at both the transcript and protein level. These two molecules are suggested as putative biomarkers for the discrimination of sporadic carcinoma or HPT-JT-associated tumours. RALDH2 transcript and protein were highly significantly overexpressed in the hyperplasia class relative to the adenoma class, and this molecule is suggested as a putative biomarker for discrimination of these classes of parathyroid tumours. These biomarkers may assist in the accurate diagnosis and prognosis of hyperparathyroidism. Large cohort studies of these putative biomarkers will be required to determine their robustness in discriminating parathyroid tumour subtypes. Further studies of their putative role in parathyroid tumorigenesis may identify them as novel molecular targets for future therapeutics to treat both hyperplastic and neoplastic parathyroid lesions.