TONSOKU 样 DNA 修复蛋白; TONSL

B细胞KAPPA轻链基因增强子核因子抑制剂样2；NFKBIL2

I-KAPPA-B 相关；IKBR

HGNC 批准的基因符号：TONSL

细胞遗传学定位：8q24.3 基因组坐标（GRCh38）：8:144,428,775-144,444,440（来自 NCBI）

▼ 说明

TONSL 与 MMS22L（615614）形成复合物，该复合物被招募到通过末端加工或复制叉停滞或折叠产生的单链 DNA（ssDNA）区域。在这些位点，MMS22L-TONSL 复合物促进 DNA 损伤的重组依赖性修复（O\'Donnell et al., 2010）。

▼ 克隆与表达

通过对来自肺上皮细胞系cDNA的肺成纤维细胞cDNA进行消减杂交、简并PCR和HeLa细胞cDNA筛选，Ray等人（1995）鉴定了NFKBIL2，他们将其称为IKBR。IKBR cDNA 编码推导的 481 个氨基酸的蛋白质，含有 3 个锚蛋白（见 612641）重复基序。Northern 印迹分析显示肺和气管上皮细胞中有大约 5.5 kb 的转录物，但成纤维细胞中没有。在整个组织中，在骨骼肌和心脏中检测到转录本，但在肺（其中上皮细胞仅占成人肺泡上皮的 10%）、肝、肾、胰腺、脑或胎盘中未检测到。蛋白质印迹分析表明 HeLa 细胞裂解物中存在 52 kD 蛋白质。

Norman和Barton（2000）报道了IKBR的修订后的mRNA和蛋白质序列，预测该蛋白质比最初描述的要大。

O\'Donnell 等人（2010）报道全长人类 NFKBIL2，他们称之为 TONSL，包含 1,378 个氨基酸。它在 N 末端附近有 8 个四肽重复序列，随后是 3 个锚蛋白重复序列、一个泛素（参见 191339）样结构域，以及在 C 末端附近有 7 个富含亮氨酸的重复序列。TONSL 与植物 DNA 修复蛋白 Tonsoku 具有显着的相似性。

Duro et al.（2010）利用Western blot分析发现TONSL的表观分子质量为153 kD。

▼ 基因功能

Ray et al.（1995）发现，在电泳迁移率变动分析中，NFKBIL2 存在时，NFKB（参见 164011）/RELA（164014）与 DNA 的结合受到抑制。

O\'Donnell et al.（2010）发现MMS22L在人类细胞系中与TONSL发生免疫共沉淀。MMS22L-TONSL 复合物还与 MCM 复合物的成分一起沉淀（参见 MCM2, 116945），MCM 复合物在 DNA 复制中发挥作用。该复合物与ASF1B（609190）的相互作用较弱。MMS22L-TONSL 在与受损复制叉相关的 ssDNA 区域或加工后的 DNA 断裂处积累。MMS22L 或 TONSL 的耗尽会增加 DNA 双链断裂的数量，这是由于复制叉崩溃后无法完成 DNA 合成而导致的。MMS22L和TONSL对于DNA损伤后RAD51（179617）焦点的有效形成是必需的，并且它们的缺失会损害同源重组。

Duro 等人（2010）孤立地发现 MMS22L 和 TONSL 形成复合物，在受应激的复制叉处积累。任一蛋白质的耗尽都会导致对试剂过敏，从而导致 S 期相关的 DNA 双链断裂，并阻碍 RAD51 加载到受损 DNA 上以及在同源重组过程中。Duro et al.（2010）还发现TONSL可以作为MCM蛋白和ASF1A（609189）-ASF1B的支架。

Nguyen et al.（2012）发现NFKBIL2孤立于MMS22L定位于癌细胞核。然而，在缺乏 NFKBIL2 的情况下，更大比例的 MMS22L 定位于细胞质，表明 NFKBIL2 将 MMS22L 靶向细胞核。

Saredi 等人（2016）发现 DNA 复制过程中掺入的新组蛋白提供了复制后染色质的特征，该特征可被 TONSL-MMS22L 同源重组复合物读取。TONSL 的锚蛋白重复结构域（ARD）读取组蛋白 H4（参见 602822）尾部，该尾部在 lys20 处未甲基化，这是 DNA 复制过程中掺入的新组蛋白特有的特征。TONSL-MMS22L 在掺入核小体前后结合新的组蛋白 H3（参见 602810）-H4，并保留在复制的染色质上直至 G2/M 晚期。TONSL-MMS22L 与染色质结合并在受挑战的复制叉和 DNA 损伤处积累，需要识别未甲基化的 H4 lys20。TONSL ARD 突变具有毒性，会损害基因组稳定性、细胞活力和对复制应激的抵抗力。

▼ 基因结构

Norman and Barton（2000）表明TONSL基因含有13个外显子，基因组序列长达6,550 bp。

▼ 测绘

Norman and Barton（2000）利用基于PCR的体细胞杂交组合分析和FISH，将TONSL基因定位到染色体8q24.3。

▼ 分子遗传学

8例临床诊断为海绵体型脊椎干骺端发育不良（SEMDSP; 271510），Burrage 等人（2019）鉴定了 TONSL 基因突变的复合杂合性（参见例如 604546.0001-604546.0007）。此外，3名表现出重叠特征但未临床诊断为SEMDSP的无关先证者是TONSL突变的复合杂合子（参见例如604546.0008和604546.0009）。功能分析表明，致病性 TONSL 变异会损害 DNA 复制和同源重组依赖性修复过程。

Chang等人（2019）在来自9个SEMDSP家族的10名患者中鉴定出TONSL基因纯合或复合杂合突变（参见例如604546.0001、604546.0004、604546.0010和604546.0011）。对患者细胞的研究显示 DNA 复制和修复能力受损，而野生型 TONSL 可以挽救这种情况。转染的 HeLa 细胞的体外分析显示，与野生型细胞相比，存在明显的增殖缺陷，并且检查点被激活，这表明 TONSL 的功能损伤会导致基因组不稳定，从而导致细胞周期停滞和细胞分裂抑制。

▼ 动物模型

Chang等人（2019）利用CRISPR-Cas9生成了Tonsl中带有R924W突变的小鼠（与人类R934W变体相对应；参见 604546.0001），并观察到所有纯合子在胚胎第 10.5 天左右均表现出与胎儿生长受限相关的早期胚胎致死性。纯合胚胎的卵黄囊缺乏可见的血管，并且比杂合胚胎的卵黄囊小。作者得出结论，Tonsl 在胚胎发育中具有重要的生理意义。

▼ 等位基因变异体（11个选例）：

.0001 脊椎骨干骺端发育不良，海绵型

TONSL、ARG934TRP（rs755575416）

4个家系（P1、P3-1、P3-2、P14、P15）5例脊椎干骺端发育不良（SEMDSP；271510），包括Cooper等人（2000）最初报道的11岁男孩（P15），Burrage等人（2019）鉴定了c.2800C-T转变的复合杂合性（c.2800C-T， NM_013432.4）位于TONSL基因的18号外显子，导致arg934-to-trp（R934W）替换，以及另一个TONSL突变，包括3个截短变体和1个错义变体（参见例如604546.0002和604546.0003）。这些突变在各个家族中随疾病而分离，并且在 gnomAD 数据库中要么不存在，要么以非常低的频率被发现。在11岁男孩（P15）中，第二个突变是TONSL基因第17号外显子的c.2407C-T转变，导致gln803-to-ter（Q803X；604546.0002）替代。在2个兄弟（家族3）中，第二个突变是TONSL基因第23号外显子的c.3589T-C转换，导致ser1197变为pro（S1197P；604546.0003）替代。对来自哥哥（P3-1）的成纤维细胞系的功能研究表明，自发复制叉停滞和染色体畸变的数量增加，以及喜树碱诱导的 RAD51（179617）焦点减少；这些细胞缺陷在野生型 TONSL 重新表达后得到修复。

Chang et al.（2019）在韩国姐妹和兄弟（家族1）中使用SEMDSP鉴定了位于高度保守的TONSL残基处的R934W取代和TONSL外显子23（chr8: 145,657,122_145,658,684del）缺失的复合杂合性; 604546.0010）。对 HeLa 细胞中 R934W 的体外分析显示，与野生型细胞相比，存在明显的增殖缺陷，并且检查点被激活，这表明 TONSL 的功能损伤会导致基因组不稳定，从而导致细胞周期停滞和细胞分裂抑制。Tonsl（TONSL R934W 的对应物）中 R924W 纯合子的小鼠表现出胚胎致死性（参见动物模型），表明该变异体没有功能，这与 TONSL R934W 变异体的致病性一致。

.0002 脊椎骨干骺端发育不良，脊线型

TONSL、GLN803TER（rs769100855）

讨论 TONSL 基因第 17 号外显子中的 c.2407C-T 转换（c.2407C-T, NM_013432.4），导致 gln803-to-ter（Q803X）取代，该取代在复合杂合状态中发现11岁男童（P15），患有海绵体型脊椎干骺端发育不良（SEMDSP；271510），作者：Burrage 等人（2019），参见 604546.0001。

.0003 脊椎骨干骺端发育不良，脊线型

TONSL，SER1197PRO

讨论 TONSL 基因第 23 号外显子中的 c.3589T-C 转换（c.3589T-C, NM_013432.4），导致 ser1197-to-pro（S1197P）取代，该取代在复合杂合状态中发现兄弟2人（家3）患有脊线型脊椎干骺端发育不良（SEMDSP；271510），作者：Burrage 等人（2019），参见 604546.0001。

.0004 脊椎骨干骺端发育不良，脊线型

TONSL、GLU487LYS（rs563710728）

一名 8 岁女孩（P2）和一名无亲属关系的 23 岁女性（P5）患有海绵体型脊椎干骺端发育不良（SEMDSP；271510），Burrage et al.（2019）鉴定了TONSL基因第11号外显子中c.1459G-A转换（c.1459G-A, NM_013432.4）的复合杂合性，导致glu487-to-lys（E487K）） TONSL 中的替换和截短突变（例如，参见 604546.0005，TONSL 基因的外显子 13 中的 11 bp 缺失（c.1602_1612del），导致移码，预计会导致出现提前终止密码子（Ala536GlyfsTer17）患者 P2）。这些突变在各个家族中随疾病而分离，并且在gnomAD数据库中未发现截短变体，而E487K变体以非常低的频率出现（239,692个等位基因中的21个）。

Chang等人（2019）在一名14岁印度女孩（P09）和一名无关的11岁印度女孩（P10）的SEMDSP中发现了TONSL基因中E487K突变和错义突变的复合杂合性（R42H）和 1-bp 缺失（c.295delT）。在第三位 SEMDSP 患者中，一位 21 个月大的印度女孩（P12），作者仅发现了 E487K 突变的杂合性；未检测到第二个 TONSL 变体。

.0005 脊椎骨干骺端发育不良，脊线型

TONSL，11-BP DEL，NT1602

讨论 TONSL 基因外显子 13 中的 11-bp 缺失（c.1602_1612del, NM_013432.4），导致移码，预计会导致提前终止密码子（Ala536GlyfsTer17），该密码子在 8 的复合杂合状态中被发现1岁女孩（P2）脊线型脊椎干骺端发育不良（SEMDSP；271510），作者：Burrage 等人（2019），参见 604546.0004。

.0006 脊椎骨干骺端发育不良，脊线型

TONSL、删除/插入、NT2638

一名22岁女性（P4），患有脊线型脊椎干骺端发育不良（SEMDSP；271510），之前由 Slaney 等人（1999）和 Offiah 等人（2001）研究，Burrage 等人（2019）鉴定了 10 bp 删除/2 bp 插入的复合杂合性（c.2638_2647delinsGG，NM_013432.271510）。 4）在TONSL基因的17号外显子中，引起预计会导致提前终止密码子（Arg880GlyfsTer10）的移码，并在11号外显子中发生c.1480G-A转变，导致glu494到lys（E494K）；604546.0007）替代。这些突变在家族中随疾病而分离，并且在 gnomAD 数据库中未发现 del/ins，而 E494K 变体的出现频率非常低（30,966 个等位基因中的 1 个）。

.0007 脊椎骨干骺端发育不良，脊线型

TONSL、GLU494LYS（rs775551492）

讨论 TONSL 基因第 11 号外显子中的 c.1480G-A 转换（c.1480G-A, NM_013432.4），导致 glu494-to-lys（E494K）取代，该取代在复合杂合状态中发现一名22岁女性（P4），患有脊线型脊椎骨干骺端发育不良（SEMDSP；271510），作者：Burrage 等人（2019），参见 604546.0006。

.0008 脊椎骨干骺端发育不良，脊线型

TONSL、IVS7、GC、-1

某兄妹（家7户）患有脊线型脊椎干骺端发育不良（SEMDSP；271510），Burrage et al.（2019）鉴定了TONSL基因内含子7中的剪接突变（c.866-1G-C，NM_013432.4）和外显子6中的c.595G-A转变的复合杂合性，导致 glu199 替换为 lys（E199K）。这些突变随着家族中的疾病而分离，并且在 gnomAD 数据库中都没有发现。对来自姐妹（P7-1）的成纤维细胞系的功能研究表明，在喜树碱存在下，复制叉进展速率显着降低。同胞的异常特征包括没有身材矮小和存在中性粒细胞减少症。

.0009 脊椎骨干骺端发育不良，脊线型

TONSL、GLU199LYS

讨论 TONSL 基因第 6 号外显子中的 c.595G-A 转换（c.595G-A, NM_013432.4），导致 glu199-to-lys（E199K）取代，该取代在复合杂合状态中发现2 同胞（家系 7）患有脊线型脊椎干骺端发育不良（SEMDSP；271510），作者：Burrage 等人（2019），参见 604546.0008。

.0010 脊椎骨干骺端发育不良，脊线型

TONSL，EX23 德尔

讨论2名韩国同胞（1系）脊椎骨线虫型脊椎干骺端发育不良（SEMDSP）呈复合杂合状态的TONSL基因第23号外显子缺失（chr8:145,657,122_145,658,684del）；271510），作者：Chang 等人（2019），参见 604546.0001。

.0011 脊椎骨干骺端发育不良，脊线型

TONSL，ARG558GLN

巴西6岁男童（P04）患有脊线型脊椎干骺端发育不良（SEMDSP; 271510），Chang et al.（2019）鉴定了TONSL基因中c.1673G-A转变的纯合性，导致高度保守残基处的arg558到gln（R558Q）取代。对患者成纤维细胞的免疫印迹分析显示，与对照相比，TONSL 水平显着降低。患者细胞还表现出对喜树碱的敏感性增强，并减少了 DNA 损伤诱导的 RAD51（179617）病灶形成，而野生型 TONSL 的表达可以挽救这一现象。