单链 DNA 结合蛋白 1； SSBP1

SSBP
单链 DNA 复合物传感器，子单元 B1； SOSSB1
SOSS COMPLEX, 子单元 B1

HGNC 批准的基因符号：SSBP1

细胞遗传学位置：7q34 基因组坐标（GRCh38）：7:141,738,321-141,750,488（来自 NCBI）

▼ 说明

SSBP1 是一种参与线粒体生物合成的管家基因，包括 mtDNA 复制和维护（Tiranti 等人，1995 年总结；Jurkute 等人，2019 年总结）。它也是参与维持基因组稳定性的单链 DNA（ssDNA）结合复合物的子单元（Huang et al., 2009）。

▼ 克隆与表达

蒂兰蒂等人（1995）确定 SSBP 基因编码线粒体 ssDNA 结合蛋白，也称为 mtSSB。成熟的SSBP产物是一种132个氨基酸的蛋白质。

尤尔库特等人（2019）发现 Ssbp1 基因在小鼠视网膜的所有层中表达。在 SH-SY5Y 细胞中，SSBP1 与线粒体和线粒体核仁共定位。

皮罗-梅吉等人（2020）发现 SSBP1 基因在人视网膜神经节细胞、感光细胞和色素上皮中表达。

▼ 基因功能

蒂兰蒂等人（1995）发现成熟的 SSBP 作为同四聚体，在 mtDNA 复制过程中稳定正常和扩展的置换环（D 环）的置换单链，从而防止次级单链 DNA 结构的形成，这可以阻止 γ-DNA聚合酶。

线粒体核是一种大型复合体，平均含有 5 至 7 个 mtDNA 基因组和几种参与 mtDNA 复制和转录以及相关过程的蛋白质。博根哈根等人（2008）之前已表明 SSBP1 与天然纯化的 HeLa 细胞核相关。使用甲醛交联技术，他们发现 SSBP1 与 mtDNA 共纯化，并且是核心核蛋白。博根哈根等人（2008）通过蛋白质印迹分析证实了这些发现。

Huang 等人使用 HEK293 细胞进行串联亲和纯化（2009）确定 SOSSA（INTS3; 611347）和 SOSSC（613273）是 2 个不同且互补的 ssDNA 结合异三聚体复合物的共同成分，定义为它们包含 SOSSB1（SSBP1）或 SOSSB2（SSBP2; 607389），但不是两者都包含。免疫共沉淀分析证实 SOSS 复合物在 HeLa 细胞中形成，与 DNA 损伤无关。重组异三聚体 SOSS 复合物特异性结合 ssDNA，但不结合双链 DNA。 SOSSA作为中心组装因子，SOSSB和SOSSC结合SOSSA上的重叠区域，但它们彼此不直接相互作用。小干扰RNA消耗SOSSA会导致SOSSB1和SOSSB2蛋白水平急剧下降，取消SOSSB1和SOSSB2对染色质的靶向，增加电离辐射敏感性，导致G2/M检查点缺陷，并损害同源重组修复。黄等人（2009）证明 SOSS 复合物和 CTIP（RBBP8; 604124）/RPA（参见 RPA1; 179835）复合物均在 MRE11（600814）-RAD50（604040）-NBS1（NBN; 602667）复合物下游发挥作用，并在 DNA 中发挥作用损坏修复。

▼ 测绘

通过基于 PCR 的体细胞杂交组筛选和荧光原位杂交，Tiranti 等人（1995）将 SSBP 基因分配给 7q34。

▼ 分子遗传学

Jurkute 等人在 2 个不相关家庭的受影响成员和另外 2 名患有视神经萎缩 13 并伴有视网膜和中心凹异常的不相关患者中（OPA13; 165510）（2019）在 SSBP1 基因中发现了 3 个不同的杂合错义突变（R38Q, 600439.0001; R107Q, 600439.0002; 和 S141N, 600439.0003）。通过连锁分析和候选基因测序相结合发现家族1中的突变；通过对 31 名 OPA 先证者进行桑格测序，发现了其他患者的突变。变异体随疾病在 2 个家族中分离； gnomAD 数据库中均不存在。斑马鱼的功能研究表明，所有突变都会导致视网膜 atoh7（609875）表达减少，并以显性失活方式发挥作用。 2个家庭患者的血细胞中没有mtDNA缺失的证据。

Del Dotto 等人在来自 4 个不相关家庭的 7 名患有 OPA13 的患者中（2020）鉴定了 SSBP1 基因中的遗传性或从头杂合错义突变（参见例如 600439.0002 和 600439.0004）。通过外显子组测序发现突变，并通过 GeneMatcher 识别患者。对患者成纤维细胞的体外研究显示 mtDNA 耗竭、刺激 POLG1（174763）诱导的 DNA 合成的能力下降以及线粒体氧化呼吸的不同缺陷。在 ssbp1 缺失的斑马鱼中表达突变未能挽救异常的视神经表型，这表明它们导致了功能丧失。

Piro-Megy 等人在一个多代法国大家庭（A 族）的受影响成员和来自 3 代德国家庭（B 族）的受影响个体中发现了 OPA13（2020）鉴定了 SSBP1 基因中 R38Q 突变的杂合性。通过全外显子组测序发现并经桑格测序证实的 A 家族的突变与家族中的疾病分离。这种突变也与德国家庭中的疾病分离。 SSBP1 基因的直接筛查鉴定出另外 3 个携带 OPA13 的先证者（家族 C、D 和 E），他们在 SSBP1 中携带杂合 R107Q 突变。来自 A 家族 3 名患者的成纤维细胞显示 SSBP1 蛋白水平显着降低，表明该突变导致蛋白不稳定。与对照组相比，患者成纤维细胞的超微结构检查显示线粒体结构异常，伴有肿胀和杂乱的嵴、mtDNA 耗竭、mtDNA 合成受损以及 POLG1 水平降低。然而，与对照组相比，线粒体呼吸并未显着降低。

关联待确认

有关 SSBP1 基因双等位基因变异与系统性线粒体疾病之间可能关联的讨论，请参阅 600439.0005。

▼ 动物模型

尤尔库特等人（2019）发现斑马鱼中 ssbp1 基因的吗啡啉敲低会导致视神经变薄，感光细胞的神经元规范受损，并损害视网膜神经节细胞的分化。这些异常与视网膜神经节细胞前体中发育调节基因 atoh7（609875）的表达降低有关。

▼ 等位基因变异体（5 个精选示例）：

.0001 视神经萎缩 13 伴有视网膜和中心凹异常
SSBP1，ARG38GLN

Jurkute 等人在 4 名相关患者（家族 2）和一名患有视神经萎缩 13 并伴有视网膜和中心凹异常（OPA13；165510）的无关个体（家族 3）中进行了研究（2019）在 SSBP1 基因的外显子 4 中鉴定出杂合 c.113G-A 转换（c.113G-A, NM_001256510.1），导致 SSB 中的保守残基处 arg38 到 gln（R38Q）取代领域。通过桑格测序发现的该突变与家族 2 中的疾病分离。gnomAD 数据库中不存在该突变。斑马鱼的功能研究表明，R38Q 突变导致视网膜 atoh7（609875）表达减少，并以显性失活方式发挥作用。没有证据表明家族 3 患者的血细胞中存在 mtDNA 缺失。

Piro-Megy 等人在一个 7 代法国家族（A 家族）的多个患有 OPA13 的受影响成员中（2020）发现了 SSBP1 基因中的杂合 R38Q 突变。该突变是通过全外显子组测序发现并经桑格测序证实的，与家族中的疾病分离。有证据表明外显率与年龄有关。对其他先证者中的 SSBP1 基因进行直接筛查，发现德国 OPA 3 代家族（B 家族）中有 4 名受影响个体患有 R38Q 突变。来自 A 家族 3 名患者的成纤维细胞显示 SSBP1 蛋白水平显着降低，表明该突变导致蛋白不稳定。与对照组相比，患者成纤维细胞的超微结构检查显示线粒体结构异常，伴有肿胀和杂乱的嵴、mtDNA 耗尽、mtDNA 合成受损以及 POLG1（174763）水平降低。然而，线粒体呼吸并未显着减少。

.0002 视神经萎缩 13 伴有视网膜和中心凹异常
SSBP1、ARG107GLN

Jurkute 等人在患有视神经萎缩 13 并伴有视网膜和中央凹异常的大型多代亲属（家族 1）的多个受影响成员中（OPA13；165510）（2019）在 SSBP1 基因的外显子 6 中鉴定出杂合 c.320G-A 转换（c.320G-A, NM_001256510.1），导致 SSB 中的保守残基处 arg107 到 gln（R107Q）取代领域。通过连锁分析和候选基因测序相结合发现的突变与家族中的疾病分离。斑马鱼的功能研究表明，R107Q 突变导致视网膜 atoh7（609875）表达减少，并以显性失活方式发挥作用。该家族的血液样本中没有 mtDNA 缺失的证据。

在一对患有 OPA13 的意大利父子（家庭 1）中，Del Dotto 等人（2020）发现了 SSBP1 基因中的杂合 R107Q 突变。通过外显子组测序发现的突变是在父亲身上从头出现的。对患者成纤维细胞的蛋白质印迹分析显示，R107Q 突变体的水平与对照相似。然而，体外蛋白质交联实验表明，R107Q 变体干扰 SSBP1 多聚化。与对照组相比，患者成纤维细胞表现出显着的 mtDNA 耗竭、刺激 POLG1 诱导的 mtDNA 合成的能力下降以及线粒体氧化呼吸速率降低，所有这些都与线粒体功能障碍一致。 R107Q 突变在 ssbp1 缺失的斑马鱼中的表达未能挽救异常的视神经表型，表明该突变导致功能丧失。

Piro-Megy 等人在 3 名患有 OPA13 的先证者（C、D 和 E 家族）中（2020）鉴定了 SSBP1 基因的杂合 R107Q 突变。这些突变是通过直接筛选基因发现的。没有进行家族分离研究和变体的功能研究。

.0003 视神经萎缩 13 伴有视网膜和中心凹异常
SSBP1、SER141ASN

Jurkute 等人在一名患有视神经萎缩 13 并伴有视网膜和中心凹异常（OPA13; 165510）的 45 岁男性（家庭 4）中（2019）在 SSBP1 基因的外显子 7 中鉴定出杂合 c.422G-A 转换（c.422G-A, NM_001256510.1），导致 SSB 中的保守残基处发生 Ser141 到 asn（S141N）的取代领域。桑格测序发现突变；未受影响父母的 DNA 无法用于隔离研究。 gnomAD 数据库中不存在该突变。斑马鱼的功能研究表明，S141N 突变导致视网膜 atoh7（609875）表达减少，并以显性失活方式发挥作用。患者在第二个十年出现视神经萎缩；详细的眼科研究尚未报道。

.0004 视神经萎缩 13 伴有视网膜和中心凹异常
SSBP1、GLY40VAL

Del Dotto 等人在一名由无关父母（家庭 2）出生的女性（患者 3）中发现视神经萎缩 13，并伴有视网膜和中心凹异常（OPA13；165510）（2020）鉴定了 SSBP1 基因中的从头杂合 c.119G-T 颠换（c.119G-T, NM_003143.2），导致 gly40 到 val（G40V）取代。该突变是通过外显子组测序发现的，但在 gnomAD 数据库中并不存在。对患者成纤维细胞的蛋白质印迹分析表明，与对照相比，G40V 突变体的蛋白质水平增加。对患者成纤维细胞的体外研究显示线粒体 DNA 耗竭、刺激 POLG1 诱导的 DNA 合成的能力下降以及线粒体氧化呼吸的部分缺陷。在 ssbp1 缺失的斑马鱼中表达 G40V 突变未能挽救异常的视神经表型，表明该突变导致功能丧失。

.0005 意义未知的变体
SSBP1，ILE132VAL

该变异被归类为意义不明的变异，因为其对系统性线粒体疾病的贡献尚未得到证实。

Del Dotto 等人发现，一名 32 岁男子的父母是奥地利人（第 5 个家庭），父母无血缘关系，患有系统性线粒体疾病（2020）鉴定了 SSBP1 基因中的纯合 c.394A-G 转换（c.394A-G，NM_003143.2），导致 ile132 到 val（I132V）替换。该突变在 gnomAD 数据库中以低频率杂合状态存在。对患者成纤维细胞的蛋白质印迹分析表明，与对照相比，I132V 突变体的蛋白质水平显着降低。对患者成纤维细胞的进一步研究显示 mtDNA 耗竭、mtDNA 复制轻度受损以及刺激 POLG1 诱导的 mtDNA 合成的能力降低。尽管骨骼肌活检显示 COX 阴性纤维以及复合物 I 和 III 活性降低，但患者成纤维细胞并未显示 OXPHOS 子单元减少或线粒体耗氧率降低。德尔·多托等人（2020）的结论是，I132V 变体是一种亚等位基因，仅在纯合状态下引起疾病。 4岁时，患者出现步态不稳和手部协调能力差的症状。他患有进行性感音神经性听力损失和色素性视网膜炎，导致成年早期失明和耳聋。他患有共济失调，可以行走。他还患有复发性偏头痛、肥厚性心肌病以及导致慢性肾功能衰竭的进行性肾功能受损。认知能力中度受损，但他能够在家庭中过上社交生活。实验室研究显示血清肌酸激酶升高。