STAUFEN 双链RNA结合蛋白1; STAU1

STAUFEN, 果蝇，同源物，1
STAU
STAUFEN 样

HGNC 批准的基因符号：STAU1

细胞遗传学位置：20q13.13 基因组坐标（GRCh38）：20:49,113,339-49,219,295（来自 NCBI）

▼ 克隆与表达

在果蝇中，遗传学研究已经鉴定出许多对于 mRNA 在卵母细胞中定位所必需的潜在基因，其中之一就是 staufen 基因。staufen 基因产物是一种双链 RNA（dsRNA） 结合蛋白，包含多个共有 dsRNA 结合域（RBD） 的拷贝。通过在 EST 数据库中搜索 staufen 相关序列，Wickham 等人（1999） 鉴定了编码 STAU（人类施道芬同源物）的部分 cDNA。通过 RACE 和文库筛选，他们回收了与整个 STAU 编码区相对应的额外 cDNA。Northern 印迹分析表明，STAU 基因在所有测试的组织中均表达为约 3.6 kb 的未解析条带。STAU cDNA 的表征表明，有 4 种不同的 STAU 转录本编码预测的 496 和 577 个氨基酸亚型，其 N 末端末端不同。威克姆等人（1999）还克隆了小鼠Stau cDNA。小鼠和人类 STAU 在氨基酸水平上具有 90% 的相同性。果蝇和哺乳动物staufen蛋白之间的RBD在整体结构和相对位置方面非常保守，具有47%至66%的同一性。然而，哺乳动物蛋白缺乏果蝇 staufen 中发现的第一个 RBD，并且含有果蝇蛋白中未发现的推定微管结合域。在表达表位标记的 STAU 的哺乳动物细胞中，免疫荧光实验表明 STAU 定位于粗面内质网。

▼ 基因功能

威克姆等人（1999） 发现 STAU 在体外结合 dsRNA 和微管蛋白，表明它交联细胞骨架和 RNA 成分。他们提出 STAU 在 RNA 靶向其转录位点中发挥作用。

流感病毒非结构蛋白 NS1 是一种 RNA 结合蛋白，可能参与病毒感染过程中的调节过程，包括前 mRNA 剪接、细胞核中含有 Poly（A） 的 RNA 的保留以及病毒 mRNA 的刺激。Marion 等人使用酵母 2 杂交筛选（1999） 鉴定出 staufen-like 是一种结合 NS1 的蛋白质。通过免疫荧光，他们将内源性 staufen 样蛋白定位于 HeLa 细胞的粗面内质网。沉降分析表明，staufen 样物质与这些细胞中的多核糖体结合。马里昂等人（1999）表明 staufen-like 因此可能发挥双重作用：将特定的 mRNA 定位在细胞中的给定位点，并在该位点刺激它们的转录。

金等人（2005） 描述了涉及 STAU1、无义介导的衰变因子 UPF1（RENT1; 601430） 和终止密码子的 mRNA 衰变机制。与无义介导的衰变不同，这种机制不涉及前 mRNA 剪接，并且在 UPF2（605529） 或 UPF3X（UPF3B; 300298） 下调时发生。STAU1 直接与 UPF1 结合，并在连接到终止密码子下游时引发 mRNA 降解。STAU1 还与 ADP-核糖基化因子-1（ARF1; 103180） mRNA 的 3-prime UTR 相互作用。因此，STAU1 或 UPF1 的下调会增加 ARF1 mRNA 的稳定性。这些发现表明 ARF1 mRNA 是 STAU1 介导的衰变的天然靶标，并且数据表明其他 mRNA 也是天然靶标。

STAU1 介导的 mRNA 降解（SMD） 涉及转录活性 mRNA 的降解，其 3-prime UTR 与 STAU1 结合，STAU1 是一种与双链 RNA 结合的蛋白质。Kong 和 Maquat（2011） 表明，STAU1 结合位点可以通过 SMD 靶标 3 素 UTR 中的 Alu 元件与细胞质多聚腺苷酸化长非编码 RNA（lncRNA） 中的另一个 Alu 元件之间的不完美碱基配对形成。单个lncRNA可以下调SMD靶标的子集，并且不同的lncRNA可以下调相同的SMD靶标。这些是非编码 RNA 和 Alu 元件以前未被认识到的功能。即使存在针对 SMD 的其他 mRNA 的互补 lncRNA，也并非所有 3-prime UTR 中包含 Alu 元件的 mRNA 都会成为 SMD 的目标。大多数已知的反式作用 RNA 效应子由少于 200 个核苷酸组成，其中包括小核仁 RNA 和 microRNA。Kong 和 Maquat（2011） 得出结论，他们发现 STAU1 与 mRNA 的结合可以被 lncRNA 反式激活，这揭示了一种意想不到的策略，细胞利用这种策略将蛋白质募集到 mRNA 上并介导这些 mRNA 的衰变。他们将这些 lncRNA 命名为“半 STAU1 结合位点 RNA”（1/2-sbsRNA）。

为了研究人类细胞中 STAU1 结合的 RNA 结构，Sugimoto 等人（2015） 使用 hiCLIP（RNA 杂合和单个核苷酸分辨率紫外交联和免疫沉淀），这是一种生物化学技术，用于在转录组范围内鉴定与 RNA 结合蛋白（RBP） 相互作用的 RNA 二级结构。作者发现了分子内 RNA 双链体的优势；高度翻译的 mRNA 编码区双链体的耗尽；3素数UTR中远程双链体的意外流行；双链体形成区域中单核苷酸多态性（SNP） 的发生率降低。他们还在 XBP1（194355） mRNA 的 3-prime UTR 中发现了一个跨越 858 个核苷酸的双链体，可调节其细胞质剪接和稳定性。杉本等人（2015） 得出的结论是，他们的研究揭示了 mRNA 二级结构在基因表达中的基本作用，并引入 hiCLIP 作为发现 RNA 双链体（尤其是长链双链体）的广泛适用的方法。

▼ 测绘

DesGroseillers 和 Lemieux（1996） 使用荧光原位杂交将 STAU 定位到人类染色体 20q13.1。他们还进行了 Southern blot 杂交，以表明 STAU 是人类基因组中的单个基因。