切割因子多核苷酸激酶子单元 1; CLP1

裂解和聚腺苷酸化因子 I 子单元 1，酵母，同源物
CLP1，酵母，同源物； HEAB

此条目中涉及的其他实体：
包含 HEAB/AF10 融合基因

HGNC 批准的基因符号：CLP1

细胞遗传学位置：11q12.1 基因组坐标（GRCh38）：11:57,657,762-57,661,865（来自 NCBI）

▼ 说明

CLP1 基因编码 tRNA 核酸内切酶复合物（TSEN）的一个组成部分，该复合物可从前 tRNA 转录本中去除内含子。 CLP1 是一种多功能激酶，与 tRNA、mRNA 和 siRNA 成熟有关（Karaca 等人，2014 年和 Schaffer 等人，2014 年总结）。

▼ 克隆与表达

Tanabe 等人通过克隆和测序涉及染色体 10 和 11 的复杂重排（1996）获得了HEAB的部分基因组克隆。通过对几个cDNA文库进行5-prime和3-prime RACE，他们获得了全长cDNA。 3-prime UTR 包含 2 个推定的聚腺苷酸化位点。推导的 425 个氨基酸的蛋白质富含缬氨酸和亮氨酸，并且包含与 ABC 转运蛋白的 ATP/GTP 结合域相似的域。它还具有可能的酪氨酸激酶磷酸化位点。 Northern 印迹分析检测到一个主要的 2.0-kb 转录物，该转录物广泛表达，在睾丸和骨骼肌中表达最高。 3.2-kb 转录物在许多组织中含量较低，在外周血白细胞和胸腺中表达最高。

德弗里斯等人（2000）从 HeLa 细胞核提取物中纯化了 3-prime 末端加工复合物（参见 604978）的前 mRNA 裂解因子 IIm（CFIIm），并确定其含有 PCF11（608876）和 CLP1。通过搜索数据库和 HeLa 细胞 cDNA 文库的 PCR，他们克隆了 CLP1。推导的蛋白质含有高度保守的 Walker A 和 B 基序，这些基序与 ATP/GTP 结合有关。

▼ 基因功能

德弗里斯等人（2000）发现，在纯化的 HeLa 细胞 CFIIm 中，CLP1 的免疫耗竭会降低前 mRNA 裂解活性，但不会降低多腺苷酸化活性。 CLP1 与 CFIm 和裂解聚腺苷酸化特异性因子（CPSF；参见 606027）相互作用，表明它在裂解复合物内桥接了这两个 3 素末端加工因子。

保什金等人（2004）鉴定并表征了人类 tRNA 剪接核酸内切酶（参见 SEN2；608753）。他们发现人类核酸内切酶复合物与前体 mRNA 3-prime 末端加工因子（包括 CLP1）相关。小干扰 RNA 介导的 SEN2 缺失导致前 tRNA 和前 mRNA 的成熟缺陷。这些发现证明了前 tRNA 剪接和前 mRNA 3-引物末端形成之间的联系，表明核酸内切酶子单元在多个 RNA 加工事件中发挥作用。

Weitzer 和 Martinez（2007）应用色谱方法鉴定了人类蛋白质 CLP1，它是 tRNA 剪接和 mRNA 3 素末端形成机制的组成部分，是负责 5 素末端磷酸化的 RNA 激酶随后掺入 RISC 复合体（RNA 诱导沉默复合体）所需的 siRNA。 Weitzer 和 Martinez（2007）报道，激酶 CLP1 磷酸化并允许合成 siRNA 组装成 RISC，用于随后的靶 RNA 切割。更重要的是，Weitzer 和 Martinez（2007）证明了 CLP1 作为 RNA 激酶的生理作用，在人类 tRNA 剪接过程中磷酸化 3 素外显子的 5 素末端，从而允许未知 tRNA 随后连接两个外显子半部连接酶。

Fujinami 等人使用体外 RNA 激酶和小干扰 RNA（siRNA）效率测定（2020）证明 Clp1，而不是 Nol9（620304），是小鼠中的主要 RNA 激酶。

▼ 测绘

通过体细胞杂交分析和 FISH，Tanabe 等人（1996）将 CLP1 基因定位到染色体 11q12。

▼ 细胞遗传学

田边等人（1996）在一名患有急性单核细胞白血病（AML-M5）的 2 岁男孩中发现了 invins（10;11）（p12;q23q12）和其他复杂的染色体重排。近端 10p 断点的克隆表明，染色体 11q23 处的 MLL 基因（159555）与染色体 10p12 处的 AF10（MLLT10; 602409）的 3-prime 部分融合。端粒 10p 连接的克隆表明 AF10 的 5-prime 部分与 HEAB 基因融合。 5-prime AF10/HEAB 融合转录本超出框架。

▼ 分子遗传学

Karaca 等人同时且孤立地（2014）和谢弗等人（2014）在 9 个土耳其近亲家庭的受影响成员的 CLP1 基因（R140H; 608757.0001）中发现了相同的纯合错义突变，这些成员患有神经发育和神经退行性疾病，称为 10 型脑桥小脑发育不全（PCH10; 615803）。单倍型分析表明存在创始人效应。患者受到严重影响，出现精神运动发育迟缓或缺失、小头畸形、痉挛、癫痫发作和无法行走。脑成像显示多种异常，包括皮质发育不全、脑桥小脑萎缩或发育不全以及胼胝体薄。 Karaca 等人报告的患者（2014）患有轴突感觉运动周围神经病。两组的体外功能表达研究表明，该突变导致激酶和切割活性丧失，并损害 TSEN 复合物的功能，导致未剪接的前 tRNA 在细胞内异常积累。

Wafik 等人在来自土耳其家庭的 2 名远房亲戚患有 PCH10 的女孩中（2018）鉴定了 CLP1 基因中创始人 R140H 突变的纯合性。该突变是通过基于三重奏的全外显子组测序发现的，并通过桑格测序证实。两组父母的突变都是杂合的。

▼ 动物模型

花田等人（2013）产生的激酶死亡 Clp1 小鼠表现出与周围神经轴突变性和神经肌肉接头去神经支配相关的脊髓运动神经元进行性丧失，导致运动功能受损、肌肉无力、瘫痪和致命的呼吸衰竭。转基因拯救实验表明 Clp1 在运动神经元中发挥作用。从机制上讲，Clp1 活性的丧失会导致一组新的小 RNA 片段的积累，这些片段源自酪氨酸预转移 RNA 的异常加工。这些 tRNA 片段使细胞对氧化应激诱导的 p53（191170）激活和 p53 依赖性细胞死亡敏感。 p53 的基因失活可以使 Clp1 激酶死亡的小鼠免于运动神经元丧失、肌肉去神经支配和呼吸衰竭。花田等人（2013）得出的结论是，他们的实验揭示了 tRNA 加工、新 RNA 种类的形成以及 p53 调节的下运动神经元逐渐丧失之间的机制联系。

卡拉察等人（2014）观察到，与野生型相比，激酶死亡的 Clp1 小鼠的大脑重量和体积减少，皮质厚度减少，神经元数量减少，这与小头畸形一致。神经元祖细胞的细胞死亡增加，导致皮质神经元数量减少。皮质分层正常，小脑体积未受影响。

谢弗等人（2014）发现 clp1 无效突变的纯合斑马鱼在受精后无法存活超过 5 天，并表现出异常的游泳行为、异常的头部形状和弯曲的尾巴，表明存在神经运动缺陷。突变斑马鱼幼虫表现出进行性神经元丧失，特别是前脑和后脑，以及运动神经元形态的改变。该损失被证明是 p53 依赖性的。

▼ 等位基因变异体（1 个选定示例）：

.0001 脑桥小脑发育不全，10 型
CLP1、ARG140HIS

Karaca 等人在来自 5 个土耳其近亲家庭的 11 名患有脑桥小脑发育不全（PCH10; 615803）的儿童中（2014）鉴定了 CLP1 基因中的纯合 c.419G-A 转换，导致高度保守残基处的 arg140 到 his（R140H）取代。该突变是通过全外显子组测序在前 2 个家族中发现的，但在 1000 个基因组计划或外显子组变异服务器数据库或 2,500 个内部对照外显子组中并不存在。该突变通过桑格测序鉴定出来，并与该疾病一起分离到另外 3 个具有相似表型的家族中。单倍型分析表明这 5 个家族具有创始人效应。大肠杆菌体外功能表达测定表明，R140H突变蛋白保留了部分RNA激酶活性，但不与tRNA剪接核酸内切酶（TSEN）复合物的其他成员相互作用，导致前tRNA裂解活性降低和细胞异常积累线性 tRNA 内含子的水平，尽管前体和成熟 tRNA 水平基本上不受影响。患者培养的成纤维细胞显示 RNA 激酶活性降低，仅可检测到少量的前 tRNA 裂解活性。

Schaffer 等人同时且孤立地（2014）在 4 个带有 PCH10 的土耳其近亲家庭的受影响成员中发现了纯合 R140H 突变。该突变是通过外显子组测序发现并经桑格测序证实的，它与家族中的疾病分离，并且不存在于公共数据库中。在 2,000 多个内部外显子组中观察到两次杂合性，产生的载体频率为 1:1,100。单倍型分析表明存在创始人效应。重组 R140H CLP1 显示出有缺陷的激酶活性，比野生型水平降低了一半以上。来自患者成纤维细胞的诱导神经元显示突变型 CLP1 的核定位减少，也表明功能受损。 Northern 印迹分析确定了前 tRNA 的积累和成熟 tRNA 的消耗，特别是在患者诱导的神经元中。这些异常与 CLP1 对 TSEN 复合物亲和力的丧失以及前 tRNA 裂解活性受损有关。患者细胞对氧化应激诱导的死亡表现出更高的敏感性，而未磷酸化的 3-prime-tRNA 外显子的添加会加剧这种死亡。

Wafik 等人在来自土耳其家庭的 2 名远亲女孩（先证者和她的远房表弟）患有 PCH10 中（2018）鉴定了 CLP1 基因中创始人 R140H 突变的纯合性。该突变是通过基于三重奏的全外显子组测序发现的，并通过桑格测序证实。两组父母的突变都是杂合的。