RAD51 PARALOG D; RAD51D

RAD51, S. CEREVISIAE, HOMOLOG OF, D
S.CEREVISIAE RAD51-LIKE 3的同源物；RAD51L3
TRAD

HGNC 批准的基因符号：RAD51D

细胞遗传学位置：17q12 基因组坐标（GRCh38）：17:35,092,220-35,119,859（来自 NCBI）

▼ 克隆与表达

酿酒酵母基因 rad51 编码与 ATP 结合大肠杆菌 RecA 蛋白相关的蛋白，对于 DNA 修复和减数分裂重组至关重要。该基因的同源物已在多个物种中被发现，包括小鼠和人类。皮特曼等人（1998）报道了在小鼠和人类中鉴定出 RAD51 基因家族的新成员。通过使用酵母 RAD55 和人 RAD51B 氨基酸序列筛选 EST 数据库分离出小鼠 cDNA Rad51d，编码预测的 329 个氨基酸的蛋白质，分子量为 35,260 Da。Northern 印迹分析显示在所有检查的组织中都存在 Rad51d 基因的多个转录本。对 7 个哺乳动物物种的基因组 DNA 进行 Southern 分析表明，RAD51D 基因是保守的。皮特曼等人（1998）利用小鼠核苷酸序列筛选人EST数据库，并从人T淋巴细胞和胎盘文库中鉴定出2个RAD51D cDNA克隆；两种 cDNA 似乎都是小鼠基因的变体。较短的 cDNA 代表选择性剪接产物，并排除了对应于小鼠基因中 2 个外显子的序列，其中一个外显子编码第一个 ATP 结合基序。较长的 cDNA 跳过了小鼠基因中存在的单个外显子，导致移码和预测的截短蛋白质。作者表示，如果忽略移码，则全长假定的 289 个氨基酸蛋白质与预测的小鼠蛋白质具有 71% 的序列同一性，并且小鼠和人类 RAD51D 基因具有 2 个与其他 RecA 相关基因相似的保守 ATP 结合域。较短的 cDNA 代表选择性剪接产物，并排除了对应于小鼠基因中 2 个外显子的序列，其中一个外显子编码第一个 ATP 结合基序。较长的 cDNA 跳过了小鼠基因中存在的单个外显子，导致移码和预测的截短蛋白质。作者表示，如果忽略移码，则全长假定的 289 个氨基酸蛋白质与预测的小鼠蛋白质具有 71% 的序列同一性，并且小鼠和人类 RAD51D 基因具有 2 个与其他 RecA 相关基因相似的保守 ATP 结合域。较短的 cDNA 代表选择性剪接产物，并排除了对应于小鼠基因中 2 个外显子的序列，其中一个外显子编码第一个 ATP 结合基序。较长的 cDNA 跳过了小鼠基因中存在的单个外显子，导致移码和预测的截短蛋白质。作者表示，如果忽略移码，则全长假定的 289 个氨基酸蛋白质与预测的小鼠蛋白质具有 71% 的序列同一性，并且小鼠和人类 RAD51D 基因具有 2 个与其他 RecA 相关基因相似的保守 ATP 结合域。

卡特赖特等人（1998）还分离了人和小鼠 RAD51L3 或 R51H3 cDNA。他们发现，预测的 328 个氨基酸的人类蛋白序列与小鼠 RAD51L3 的序列有 82% 的一致性。Northern 印迹分析显示，人 RAD51L3 在所有组织中均以 1.7 kb mRNA 的形式表达，其中在睾丸中表达水平最高。

Kawabata 和 Saeki（1999）根据与小鼠基因的序列相似性，从胎盘 cDNA 文库中克隆了 RAD51L3，他们将其称为 TRAD。他们通过成人和胎儿脑 cDNA 文库的 PCR 获得了全长 cDNA。推导的 328 个氨基酸蛋白包含 A 和 B 核苷酸结合基序，与小鼠蛋白具有 83% 的序列同一性。Kawabata 和 Saeki（1999）还鉴定了几种截短的变体，其中 1 个缺乏核苷酸结合位点，这是由外显子跳跃引起的。Northern印迹分析显示结肠和前列腺中存在7.0-bp转录本，脾、结肠、前列腺、睾丸和卵巢中存在4.8-kb转录本，睾丸、脾脏、胸腺、前列腺、卵巢、小肠和结肠中存在1.4-、1.8-和2.5-kb转录本。所有转录物在白细胞中均以低水平表达。

▼ 基因功能

Braybrooke 等人（2000）证实了重组 RAD51L3 在 Mg（2+）存在下能结合并水解 ATP。单链 DNA 是比双链 DNA 更有效的辅助因子。他们确定DNA 与RAD51L3 的结合与序列和Mg（2+）无关。Braybrooke 等人使用酵母 2-杂交测定法（2000）鉴定了 XRCC2（600375）和 RAD51L3 之间的直接相互作用，并通过 HeLa 细胞提取物中重组 XRCC2 和内源性 RAD51L3 之间的 Pull-down 测定证实了这种相互作用。尺寸排阻层析和蛋白质印迹分析表明这 2 种蛋白质以约 70 kD 的异二聚体形式存在。

马森等人（2001）发现针对 RAD51L3 的抗体可免疫沉淀来自 HeLa 细胞裂解物的复合物，其中包括 XRCC2、RAD51B（RAD51L1; 602948）和 RAD51C（602774）以及内源性 RAD51L3。使用 sf9 昆虫细胞中表达的重组蛋白进行 Pull-down 测定，证实了这些蛋白之间的相互作用。复合物的凝胶过滤表明表观分子量约为 180 kD，表明 4 个亚基的化学计量为 1:1:1:1。电子显微镜证实的结合测定表明，纯化的复合物结合了单链或带切口的 DNA。这种结合依赖于 Mg（2+）但不依赖于 ATP。该复合物的 DNA 刺激 ATP 酶活性极低。马森等人（2001）还鉴定了 RAD51C 和 XRCC3 之间的第二种异二聚体蛋白复合物（600675）。Liu 等人使用共沉淀和多重下拉分析（2002）证实了相同 2 个不同蛋白质复合物中相同 RAD51 旁系同源物之间的相互作用。

在使用 XRCC2 作为诱饵的人脑 cDNA 文库的酵母 2 杂交筛选中，Kurumizaka 等人（2002）发现 RAD51L3 直接与 XRCC2 相互作用。使用D环形成测定，他们发现从细菌培养物中共表达和纯化的RAD51L3和XRCC2能够催化单链寡核苷酸和超螺旋双链DNA之间的同源配对。在没有 ATP 的情况下，复合物结合了显着的单链和双链 DNA，但同源配对依赖于 ATP 和 Mg（2+）。通过电子显微镜，他们发现RAD51L3和XRCC2在没有DNA的情况下形成多聚环结构，而在单链DNA存在的情况下形成丝状结构。

塔索纳斯等人（2004）报道 RAD51D 参与端粒维护。他们使用免疫荧光标记、电子显微镜和染色质免疫沉淀测定，将 RAD51D 定位于减数分裂细胞和体细胞的端粒。与 Trp53 -/- 或野生型 MEF 相比，端粒酶（参见 187270）阳性 Rad51d -/- Trp53（191170） -/- 原代小鼠胚胎成纤维细胞（MEF）表现出端粒 DNA 重复缩短。此外，还检测到染色体畸变水平升高，包括端粒端到端融合，这是端粒功能障碍的标志。小干扰RNA抑制端粒酶阴性永生化人类细胞中RAD51D的合成也会导致端粒侵蚀和染色体融合。塔索纳斯等人。

阿德尔曼等人（2013）报道 Helq（606769）解旋酶缺陷小鼠表现出生育力低下、生殖细胞损耗、链间交联（ICL）敏感性和肿瘤易感性，Helq 杂合子小鼠表现出与无效小鼠相似但不太严重的表型，表明单倍体不足。阿德尔曼等人（2013）确定 HELQ 直接与 RAD51 旁系同源复合物 BCDX2（RAD51B、RAD51C、RAD51D 和 XRCC2）相互作用，并与 Fanconi 贫血途径平行发挥作用，以促进受损复制叉处的有效同源重组。阿德尔曼等人（2013）得出的结论是，他们的结果揭示了 HELQ 在哺乳动物复制耦合 DNA 修复、生殖细胞维持和肿瘤抑制中的关键作用。

▼ 测绘

通过辐射混合测绘，Pittman 等人（1998）将 RAD51D 基因分配给染色体 17q11，该区域与小鼠 11 号染色体显示同线性。通过种间回交作图，Pittman 等人（1998）将小鼠 Rad51d 基因定位到 11 号染色体。

▼ 分子遗传学

Loveday 等人（2011）在来自 911 个乳腺癌卵巢癌家族的 8 个不相关先证者中发现了 RAD51D 基因的无义、移码和错义突变。尽管发现了一种不同的移码突变，但在 1,060 个对照中未发现任何突变。

▼ 等位基因变异（6个选定的例子）：

.0001 乳腺癌卵巢癌，家族性，易感性，4
RAD51D，1-BP DEL，363A
在一个乳腺癌卵巢癌家族（614291）中，先证者患有双侧乳腺癌，第一个在 34 ，第二个在 52 ，Loveday 等人（2011）鉴定出 RAD51D 基因（363delA）第 363 位腺嘌呤的缺失。先证者的癌症均为 3 级浸润性导管癌，肿瘤分析发现其中一例野生型等位基因缺失。在 1,060 名对照者中未发现这种突变。

.0002 乳腺癌-卵巢癌，家族性，易感性，4
RAD51D，TRP268TER
在卵巢癌和乳腺癌分离的 3 代家族中（614291），Loveday 等人（2011）在 RAD51D 基因的核苷酸 803 处发现了 G 到 A 的转变，导致密码子 268（W268X）处发生了 trp 到 ter 的取代。先证者患有双侧卵巢浆液性腺癌。在 1,060 名对照者中未发现该突变。

.0003 乳腺癌-卵巢癌，家族性，易感性，4
RAD51D，ARG186TER
在分离卵巢癌和乳腺癌的 3 代谱系中（614291），Loveday 等人（2011）在 RAD51D 基因中的核苷酸 556 处发现了 C 到 T 的转变，导致密码子 186（R186X）处的 arg 到 ter 的取代。先证者在 38 岁时患有卵巢癌。她的姐姐在 39 岁时患有乳腺癌，一种高级别导管原位粉刺癌。一位阿姨在 58 岁时患上了乳腺癌，其特征是具有髓样特征的浸润性癌。另一位阿姨在 53 岁时患上了乳腺癌，被描述为一种无特殊类型的浸润性导管癌，3 级。还有 4 个人死于卵巢癌，年龄从 49 岁到 65 岁不等，无法进行分子检测。在 1,060 名对照者中未发现这种突变。

.0004 乳腺癌-卵巢癌，家族性，易感性，4
RAD51D，NT480，GA，+1
在分离乳腺癌和卵巢癌的 3 代家族中（614291），Loveday 等人（2011）在 RAD51D 基因中发现了一个剪接位点突变，480+1G-A。先证者是一名 51 岁女性，患有无特殊类型的 3 级浸润性导管癌。一名侄女患有乳腺癌，一名阿姨患有卵巢癌。

.0005 乳腺癌-卵巢癌，家族性，易感性，4
RAD51D，GLN115HIS
在一个分离乳腺癌和卵巢癌的 3 代家族中（614291），Loveday 等人（2011）在 RAD51D 基因的核苷酸 345 处鉴定出 G 到 C 的转变，导致密码子 115（Q115H）处的 gln 到 his 取代。这种突变发生在外显子 4 的最后一个碱基处，破坏了剪接位点，导致外显子 3 和 4 的跳跃。这位 45 岁的先证者和她 74 岁的阿姨患有双侧卵巢浆液性腺癌。

.0006 乳腺癌-卵巢癌，家族性，易感性，4
RAD51D，ARG253TER
在一个患有乳腺癌和卵巢癌的家族中（614291），其中 1 名同胞在 51 岁时患有卵巢癌，另一名同胞在 47 岁时患有乳腺癌，Loveday 等人（2011）在 RAD51D 基因的核苷酸 757 处鉴定出 C 到 T 的转变，导致密码子 253（R253X）处的 arg 到 ter 密码子替换。卵巢癌是分化型子宫内膜样腺癌。