上游结合转录因子（RNA 聚合酶 I）； UBTF

上游结合因子； UBF

HGNC 批准的基因符号：UBTF

细胞遗传学位置：17q21.31 基因组坐标（GRCh38）：17:44,205,040-44,221,304（来自 NCBI）

上游结合因子（UBF）是 18S、5.8S 和 28S 核糖体 RNA 表达所需的转录因子，以及 SL1（TBP（600075）和多个 TBP 相关因子或“TAF”的复合物） ;）。人类体内存在两种 94 和 97 kD 的 UBF 多肽（Bell 等，1988）。 UBF 是一种核仁磷蛋白，具有 DNA 结合域和反式激活域。序列特异性 DNA 与人类 rRNA 启动子的核心和上游控制元件的结合是通过几个 HMG 框介导的（Jantzen 等，1990）。

▼ 克隆与表达

小鼠Ubf cDNA 和基因由Hisatake 等人克隆（1991）。外显子 8 的替代用途可产生编码 765 或 728 个氨基酸蛋白质的 cDNA。 O'Mahony 和 Rothblum（1991）在大鼠中鉴定出了 2 种形式的 Ubtf mRNA。

詹特森等人（1990）通过使用基于蛋白胰蛋白酶肽的 DNA 探针筛选 HeLa 细胞 cDNA 文库，克隆了人类 UBF。他们发现了一个编码 764 个氨基酸 UBF 的开放解读码组。作者还描述了 UBF 的 DNA 结合特征。陈等人（1991）通过使用识别核仁组织区域的特定自身抗体筛选表达文库，克隆了人类 cDNA。

马泰拉等人（1997）报道了观察到的 2 个 UBTF 亚型，它们有 37 个氨基酸的差异，是通过选择性剪接产生的。

托罗等人（2018）指出，较长的 UBTF 异构体，异构体 UBTF1（或异构体 a），通过 RNA 聚合酶-1 调节核糖体 RNA（rRNA）转录，而较短的 UBTF 异构体，异构体 UBTF2（或异构体 b），缺乏外显子 8，通过 RNA 聚合酶 2 调节 mRNA 转录。 UBTF 也可以通过后修改来调节。

▼ 基因功能

细胞大小强烈依赖于核糖体生物发生，而核糖体生物发生由 RNA 聚合酶 I 控制（参见 602000）。该聚合酶的活性由包括 UBTF 在内的蛋白质复合物调节。根据小鼠胚胎成纤维细胞的实验，Drakas 等人（2004）提出证据表明 IRS1（147545）、UBTF 和 PI3K（参见 171834）之间形成核复合物，导致 UBF1 丝氨酸磷酸化和 rRNA 合成的调节。

通过免疫沉淀分析，Shimono 等人（2005）发现 MCRS1（609504）与 MI2-β（CHD4; 603277）、RFP（TRIM27; 602165）和 UBF 相互作用。共聚焦显微镜显示 MCRS1、MI2-β、RFP 和 UBF 在核仁中共定位。染色质免疫沉淀分析表明，MCRS1、MI2-β 和 RFP 与 rDNA 相关，并参与核糖体基因转录的反式激活，而小干扰 RNA 介导的 MCRS1、MI2-β 和 RFP 下调可下调核糖体基因转录的反式激活。

▼ 基因结构

久武等人（1991）表明 sUbf 基因包含 13 个外显子，跨度超过 13 kb。

▼ 测绘

琼斯等人（1995）通过分析 17q21 的 BRCA1 区域的基因组克隆，将 UBTF 基因定位到该区域。他们发现基因顺序为cen--PPY（167780）--UBTF--EPB3（109270）--GP2B（607759）--tel。 Matera 等人使用荧光原位杂交和辐射混合作图（1997）将 UBTF 基因对应到 17q21.3。

▼ 分子遗传学

Edvardson 等人在 7 名无关的儿童期发病的神经变性伴脑萎缩患者中（CONDBA; 617672）（2017）鉴定了 UBTF 基因中反复出现的从头杂合错义突变（E210K; 600673.0001）。该突变是通过全外显子组测序发现的，并通过桑格测序证实。对 1 名患者的成纤维细胞的研究表明，突变体 UBTF 与 rDNA 启动子和 5-prime 外部转录间隔区的结合显着增加，这与功能获得效应一致。这与核糖体子单元 18S 表达的显着增加相关，表明 E210K UBTF 充当高度活跃的转录因子。患者细胞显示核仁增大，每个细胞的数量减少。研究结果确定了儿童期神经退行性变与 rDNA 染色质状态改变和 rRNA 代谢之间的联系。爱德华森等人（2017）表明这种染色质失调可能对有丝分裂、DNA 修复和神经细胞产生深远的影响，特别是，因为 rDNA 异染色质状态在分化过程中受到严格调节，并且对整个细胞核的异染色质形成具有更广泛的影响。然而，作者强调，所有数据均来自受影响个体和 1 名健康对照的单个细胞系。

托罗等人（2018）在 4 名无关的 CONDBA 患者中发现了 UBTF 基因中复发的从头杂合 E210K 突变。这些突变是通过全外显子组测序发现的，并通过桑格测序证实。对患者成纤维细胞的研究表明，突变蛋白表达正常，并显示出正常的核仁定位。然而，与对照组相比，患者细胞前 rRNA 和 18S rRNA 的表达增加，表明功能获得了增强。假定的 UBTF2 靶标的表达也存在异常。患者成纤维细胞表现出 DNA 双链断裂增加、细胞周期无法进展到 G2 期以及细胞凋亡的趋势。与对照组相比，UBTF E210K 成纤维细胞有每个核含有较少核仁的趋势，但突变对核仁面积没有显着影响。作者认为，rRNA 表达增加和核仁应激与 UBTF2 靶基因失调相结合，可能会导致进行性 DNA 断裂以及受损 DNA 的积累，从而导致神经变性。

▼ 动物模型

托罗等人（2018）发现杂合 E210K 突变（600673.0001）的泛神经元表达在果蝇中是致命的。野生型 UBTF1 仅限于眼睛的过度表达导致小眼表型，而突变型 UBTF 在眼睛中的表达导致头部发育不全的蛹期胚胎致死。研究结果表明，rRNA 水平升高对细胞具有毒性。托罗等人（2018）指出，Ubtf 纯合缺失对小鼠来说是致命的，但作者观察到，与野生型相比，杂合成年 Ubtf +/- 小鼠仅出现轻度运动和行为异常。

▼ 等位基因变异体（1 个选定示例）：

.0001 儿童期发病的神经退行性疾病，伴有脑萎缩
UBTF、GLU210LYS

Edvardson 等人在 7 名无关的儿童期发病的神经变性伴脑萎缩患者中（CONDBA; 617672）（2017）在 UBTF 基因中发现了一个重复的从头杂合 c.628G-A 转变（c.628G-A, NM_014233.3），导致第二个保守残基处的 glu210 到 lys（E210K）取代HMG框同源结构域。该残基后面是 2 个赖氨酸残基；因此，突变会产生一串 3 个赖氨酸残基，从而赋予一个高度带正电的区域。该突变是通过全外显子组测序发现并经桑格测序证实的，但在gnomAD数据库中并未发现。对 1 名患者的成纤维细胞的研究表明，该突变导致核糖体子单元 18S 的功能获得和表达增加。