核 RNA 输出因子 1;NXF1
尖端相关蛋白; TAP
MEX67,酵母,同源物; MEX67
HGNC 批准的基因符号:NXF1
细胞遗传学定位:11q12.3 基因组坐标(GRCh38):11:62,792,130-62,805,440(来自 NCBI)
▼ 克隆与表达
Segref et al.(1997)鉴定出酵母基因 MEX67,它编码核 mRNA 输出所必需的因子。Mex67 蛋白存在于核孔中,可以与聚腺苷酸化 RNA 进行紫外线交联,并在酵母 2 杂交筛选中与假定的 RNA 结合蛋白相互作用。因此,Segref et al.(1997)提出Mex67蛋白直接参与mRNA从细胞核到细胞质的输出。他们报道Mex67蛋白与人类“尖端相关蛋白”(TAP)同源。
疱疹病毒 saimiri 的“酪氨酸激酶相互作用蛋白”(Tip)可阻断 LCK(153390)介导的信号转导,对于原代 T 细胞永生化和体内淋巴瘤诱导至关重要。Yoon等人(1997)利用酵母2-杂交系统鉴定与Tip相关的因子,克隆了编码“tip相关蛋白”(TAP)的cDNA。通过 SDS-PAGE,预测的 560 个氨基酸 TAP 蛋白迁移为 65 kD 蛋白。Northern 印迹分析表明,TAP 在所有测试组织中均表达为 2.5-和 4.4-kb mRNA。Jurkat-T 细胞中 Tip 和 TAP 的表达诱导细胞聚集,这可能是由于淋巴细胞粘附分子表面表达上调和 NF-kappa-B(164011, 164012)活性所致。因此,Yoon等人(1997)提出TAP是Tip功能在疱疹病毒saimiri转化的T细胞中的重要细胞介质。
▼ 基因功能
Gruter et al.(1998)报道了TAP被鉴定为特异性结合D型逆转录病毒的CTE(组成型转运元件)的细胞因子。在非洲爪蟾卵母细胞中进行的显微注射实验表明,TAP 直接刺激 CTE 依赖性输出。此外,TAP 克服了因 CTE RNA 饱和量的存在而导致的 mRNA 输出受阻。因此,TAP 与其酵母同源物 Mex67 一样,是一种 mRNA 核输出介体。因此,TAP 是一种细胞 RNA 结合蛋白,直接参与其靶 RNA 的输出。
Herold等人(2000)通过结合分析表明NXF1、NXF2(300315)和NXF3(300316)与E1BAP5(605800)以及NXT1(605811)和NXT2(300320)相互作用。NXF1 和 NXF2 的 RBD(而非 NXF3 的 RBD)被发现与 RNA 结合。然而,只有 NXF1 可以促进由猿猴 D 型逆转录病毒的组成型转运元件介导的 RNA 输出。NXF1和NXF2(但NXF3除外)通过其C端NWD环可以与核孔蛋白CAN(NUP214; 114350)、NUP153(603948)、NUP62(605815)。只有NXF1可以与NUP98(601021)结合。CAT 报告基因和蛋白质印迹分析显示,NXF1 或 NXF2(而非 NXF3)与 NXT1 或 NXT2 共表达激活 CAT 表达,表明在这些条件下 NXF1 也可以刺激 RNA 输出。导出活动需要 LRR 和类似 NTF2(605813)的域。
Shamsher et al.(2002)发现transportin-2(603002)与TAP形成复合物,该复合物严格依赖于RanGTP的存在。数据支持这样的结论:转运蛋白 2 直接参与大部分细胞 mRNA 的输出,而 TAP 将转运蛋白 2 与要输出的 mRNA 连接起来。
Li等(2006)表明TAP基因在其选择性剪接的内含子10中含有功能性组成型转运元件(CTE)。含有该内含子的TAP mRNA被输出到细胞质并存在于多核糖体中。该 mRNA 编码一种小 TAP 蛋白,可在人类和猴细胞中检测到。Li等(2006)得出结论,TAP通过CTE介导的机制调节其自身含有内含子的RNA的表达,并且CTE可能是促进保留内含子的哺乳动物mRNA有效表达的重要元件。
FMRP(FMR1; 309550)是一种核质穿梭RNA结合蛋白,参与mRNA转运和转录控制。张等人(2007)利用免疫沉淀分析和实时定量RT-PCR表明,培养的小鼠神经元细胞中含有Nxf1 mRNA的核糖核蛋白颗粒中存在Fmrp和Nxf2。Nxf2 的表达导致 Nxf1 mRNA 不稳定,当小干扰 RNA 减少 Fmrp 表达时,这种效应被消除。张等人(2007)得出结论,FMRP 和 NXF2 共同破坏 NXF1 mRNA 的稳定性。
Zander 等人(2016)在酵母中证明,细胞应激会诱导 Mex67 及其转换因子蛋白从常规 mRNA 解离,从而阻止一般 mRNA 输出。同时,热休克 mRNA 与 Mex67 结合快速输出,无需转换因子。Mex67 直接共转录加载到热休克 mRNA 上涉及 Hsf1(140580),这是一种与应激反应基因中的热休克启动子元件结合的热休克转录因子。输出模式之间的一个重要区别是转换因子蛋白结合的 mRNA 接受质量控制,而应激特异性转录本则不接受质量控制。事实上,如果在热休克启动子的控制下表达,常规mRNA会转化为不受控制的应激反应转录本,这表明mRNA是否接受质量控制是被加密的。在正常情况下,Mex67 转换因子蛋白被招募用于 RNA 监视,只有经过质量控制的 mRNA 才允许与 Mex67 结合并离开细胞核。因此,Zander等人(2016)得出的结论是,以无差错的mRNA形成为代价,热休克mRNA可以立即输出和翻译,从而使细胞能够在极端情况下生存。
▼ 基因结构
Herold et al.(2000)确定NXF1基因至少包含21个外显子。
▼ 测绘
Herold等人(2000)利用基因组序列分析将NXF1基因定位到染色体11。
Gross(2014)根据NXF1序列(GenBank AF112880)与基因组序列(GRCh37)的比对,将NXF1基因定位到染色体11q12.3。
Hamilton et al.(1997)将小鼠 Nxf1 基因定位到近端染色体 19。
▼ 动物模型
在小鼠中,修饰子 1 基因座(Mvb1)控制内源性逆转录病毒插入内含子而突变的基因正确加工的 mRNA 水平,包括 Pitpn(vb)(600174)震颤突变和 Eya1(BOR)(601653) )人类鳃肾综合征模型。通过位置互补克隆,Floyd 等人(2003)将 Mvb1 鉴定为核输出因子 Nxf1,在 mRNA 输出受体和前 mRNA 加工之间提供了意想不到的联系。野生小家鼠抑制性等位基因的群体结构表明存在选择优势。
池内 A 颗粒(IAP)是新突变和多态性的来源,特别是在小鼠菌株中。这些插入突变可以被 Nxf1 抑制,特别是 M. musculus castaneus 中的野生型等位基因(称为 Nxf1CAST)。Concepcion et al.(2015)表明,Nxf1CAST可以修饰C57Bl/6小鼠参考基因组中多个内含子中含有IAP序列的位点的基因表达表型,包括Adamts13(604134)。Nxf1CAST 恢复了 Adamts13 外显子 24 和 25 之间的正确剪接。Nxf1 基因型不影响非 IAP 位点的选择性剪接。CRISPR/Cas9介导的基因组编辑表明,Nxf1的C端UBA(见608129)样结构域中的C端glu610-to-gly(E610G)替换足以在同基因背景下重建定量遗传修饰剂,并且增强全长 mRNA 在多个位点的表达。