驱动蛋白家族成员20A;KIF20A
RAB6 相互作用蛋白,驱动蛋白样;RAB6KIFL
拉布激酶6
HGNC 批准的基因符号:KIF20A
细胞遗传学定位:5q31.2 基因组坐标(GRCh38):5:138,179,112-138,187,723(来自 NCBI)
▼ 说明
驱动蛋白样蛋白,如 KIF20A,是微管相关的马达,在细胞内运输和细胞分裂中发挥重要作用(Lai 等人总结,2000)。
▼ 克隆与表达
Lai et al.(2000)在 5q31 的 1.5 Mb 区域内发现了一种新的驱动蛋白样蛋白 RAB6KIFL,该区域在髓性白血病中经常被删除。该复合 cDNA 编码一个推导的 890 个氨基酸的蛋白质,该蛋白质在 N 末端包含一个运动结构域和一个 ATP 催化结构域(驱动蛋白样蛋白的标志)。该蛋白与小鼠 Rab6kifl 蛋白具有 87% 的序列同一性。与小鼠蛋白的普遍表达相反,人类约 3.4-kb RAB6KIFL 转录物的表达似乎具有组织特异性。Northern印迹分析检测到胎儿组织和成人胸腺、骨髓和睾丸中高表达,而心脏、胎盘和脾中低表达。在脑、肺、肝脏、骨骼肌、肾、胰腺或外周白细胞中未检测到表达。Lai等(2000)在5q缺失的恶性骨髓细胞中未检测到RAB6KIFL基因的突变,表明该基因不是骨髓肿瘤抑制基因。
▼ 基因结构
Lai et al.(2000)确定RAB6KIFL基因跨越大约8.5 kb的基因组DNA并包含19个外显子。
▼ 测绘
KIF20A基因定位于染色体5q31(Lai et al., 2000)。
▼ 基因功能
Horrevoets et al.(1999)利用差异显示技术发现,培养的人脐静脉内皮细胞中KIF20A的表达受到细胞因子和促凋亡蛋白TNF-α(191160)的抑制。
Nguyen 等人(2014)开发了一种无细胞系统,利用非洲爪蟾卵的细胞质提取物来重现胞质分裂信号。微管从人工中心体中长成紫苑,并相遇形成反平行重叠区域。这些区域阻止了邻近紫苑的相互渗透,并招募了胞质分裂中区蛋白,包括染色体过客复合物和中枢轴蛋白。染色体乘客复合物被运输到重叠区域,这需要2个运动蛋白KIF4A(300521)和KIF20A旁系同源物。Nguyen 等人(2014)使用支持的脂质双层来模拟质膜,观察到在微管重叠处招募了裂解沟标记物,包括活性 RhoA 报告基因。
▼ 分子遗传学
2 名受影响的同胞患有右心室限制性心肌病(RCM6;Louw et al.(2018)鉴定出错义突变的复合杂合性(R182W;619433)KIF20A 基因中存在 1-bp 缺失(605664.0001)和 1-bp 缺失(605664.0002)。这些突变在家族中随疾病而分离,功能分析表明 R182W 突变导致 ATP 酶活性几乎完全丧失。
▼ 动物模型
Louw等人(2018)培育出敲除kif20a的斑马鱼,导致受精后48小时(hpf)蛋白质产量减少74%。变形体在 48 hpf 时表现出脑水肿,并且躯干较小,总体长度较短。从 48 hpf 开始,观察到进行性心脏表型,红细胞聚集在心房附近,表明功能下降,以及相对的心动过速和心脏水肿。到第 6 天,90% 的突变体表现出异常表型。心脏评估显示,变形斑马鱼的心房收缩末期直径明显小于野生型斑马鱼,作者将此归因于将心房排空到更坚硬的心室所需的力增加。使用携带野生型 KIF20A 的 cDNA 获得了部分拯救,证实 kif20a 是导致表型的基因。作者得出结论,kif20a 对于斑马鱼心脏发育至关重要。
▼ 等位基因变异体(2个精选例子):
.0001 心肌病,家族限制性,6(1个家庭)
KIF20A、ARG182TRP
一对患有严重限制性右心室心肌病的兄妹(RCM6;619433),Louw et al.(2018)鉴定了KIF20A基因突变的复合杂合性:外显子6中的c.544C-T转变(c.544C-T, NM_005733),导致arg182到trp(R182W) )运动结构域内的替换,以及 1-bp 缺失(c.1905delT; 605664.0002)位于外显子 15 中,导致移码,预计会导致提前终止密码子(Ser635ThrfsTer15)。这些突变是通过全外显子组测序发现的,并通过桑格测序证实。未受影响的父母均具有其中一种突变的杂合子,未受影响的姐妹不携带任何一种突变。在 ExAC 数据库中,错义突变存在于 60,706 名南亚和欧洲血统个体中的 2 名中,移码变异存在于 32 名非洲裔个体中。实时定量PCR显示,两名患者的KIF20A表达水平均显着降低,为对照水平的40%至60%;免疫印迹显示与对照相比,内源性 KIF20A 蛋白的量减少。对患者成纤维细胞的分析表明,在这两名患者中,KIF20A 异常定位于染色质,并且无法支持极光激酶 B(AURKB;604970)在后期到达纺锤体中区,从而降低中央纺锤体蛋白KIF23(605064)的AURKB磷酸化。微管刺激的 ATP 酶测定显示微管激活的运动活性大大降低。对转染 HeLa 细胞的分析显示,在 KIF20A 不存在的情况下,AURKB 被捕获在染色质上;野生型 KIF20A 挽救了 AURKB 向中央纺锤体的转运,而 R182W 突变体则不然。此外,野生型 KIF20A 可以部分挽救 kif20a 缺陷型斑马鱼形态,但 R182W 突变体未见挽救。作者得出的结论是,R182W 是一种近乎完全丧失功能的变体,会导致 KIF20A 出现 ATP 酶缺陷形式。
.0002 心肌病,家族限制性,6(1个家庭)
KIF20A,1-BP DEL,1905T
讨论 KIF20A 基因外显子 15 中的 1-bp 缺失(c.1905delT, NM_005733),导致移码,预计会导致提前终止密码子(Ser635ThrfsTer15),该密码子在兄弟姐妹的复合杂合状态中被发现严重限制性右心室心肌病(RCM6;619433),Louw 等人(2018),参见 605664.0001。