线粒体外膜脂质代谢调节剂 OPA3; OPA3
OPA3基因
HGNC 批准的基因符号：OPA3
细胞遗传学定位：19q13.32 基因组坐标（GRCh38）：19:45,527,427-45,584,802（来自 NCBI）
▼ 说明
OPA3 是线粒体外膜的整合蛋白，可诱导线粒体断裂（Ryu et al., 2010）。
▼ 克隆与表达
通过基因组测序，在关键作图区间内进行3-甲基戊烯酸尿症III型（MGCA3；Anikster et al.（2001）在染色体 19 上鉴定了一个与 MGCA3 表型分离的点突变，该点突变位于基因内含子序列中，命名为 OPA3，对应于 cDNA 克隆 FLJ22187。OPA3 cDNA 编码推导的 179 个氨基酸的蛋白质。Northern 印迹分析表明，大约 5.0 kb 的初级转录本广泛表达，最明显的是在骨骼肌和肾脏中。与大脑其他部分相比，大脑皮层、延髓、小脑和额叶的表达略有增加。
Huizing et al.（2010）通过数据库分析和培养的人成纤维细胞的PCR，克隆了OPA3的2个剪接变体。OPA3A 和 OPA3B 变体的不同之处在于共同外显子 1 分别剪接到外显子 2 或 3 上。推导的 OPA3A 和 OPA3B 蛋白分别包含 179 个和 180 个氨基酸，并且前 47 个 N 端氨基酸相同，包括假定的线粒体定位信号。它们的 C 端序列也高度同源，并以推定的过氧化物酶体靶向信号结尾。实时定量 PCR 检测到所有检查组织中两种变体的组织特异性表达。OPA3A 在骨骼肌和心脏中表达最高，OPA3B 在睾丸中表达最高。荧光标记的 OPA3A 和 OPA3B 定位于线粒体。当线粒体定位被阻断时，OPA3A（而不是 OPA3B）定位于过氧化物酶体。数据库分析揭示了 OPA3A 从真菌到灵长类动物的保守性，而 OPA3B 仅在哺乳动物中发现。
Ryu et al.（2010）通过分级分析表明OPA3定位于HeLa细胞线粒体外膜。OPA3 锚定在外膜上，其 N 端区域暴露于线粒体膜间隙，其 C 端区域暴露于细胞质。删除分析显示 OPA3 的 N 末端是线粒体靶向所必需的。
▼ 基因结构
Anikster et al.（2001）确定OPA3基因含有2个外显子。
Huizing et al.（2010）确定OPA3基因包含3个外显子，跨度57.3 kb。内含子1包含一个LINE-1（L2MC4）转座子。外显子 2 和 3 高度相似，似乎源自片段重复。
▼ 测绘
通过序列分析，Anikster et al.（2001）将OPA3基因定位到染色体19q13.2-q13.3。Huizing et al.（2010）通过基因组序列分析将OPA3基因定位到染色体19q13.32。
▼ 基因功能
Ryu et al.（2010）发现OPA3过表达会导致HeLa细胞线粒体断裂，而OPA3敲除细胞与对照组相比有更多的细长和管状线粒体。OPA3对线粒体形态的影响与DRP1（DNM1L）无关；603850）-和FIS1（609003）-介导的线粒体裂变。相反，OPA3 的过度表达增加了对细胞凋亡信号的敏感性，而 OPA3 的耗竭则可以防止细胞凋亡。缺失分析表明 OPA3 的疏水区域是线粒体断裂所必需的。OPA3 功能似乎在进化上是保守的，因为果蝇 OPA3 的表达挽救了 OPA3 敲低的 HeLa 细胞中的线粒体形态。
▼ 分子遗传学
3-甲基戊二酸 Acduria，III 型
来自8个不同家庭的10名伊拉克犹太人患有III型3-甲基戊烯二酸尿症（MGCA3；258501），Anikster et al.（2001）在OPA3基因中发现了一个纯合剪接位点突变（606580.0001）。在 85 名健康种族匹配对照中的 8 名中也检测到了该突变，产生的携带频率为十分之一，表明存在创始人效应。作者建议，即使没有其他神经系统异常，也应在发病较晚的视神经萎缩患者中寻找 OPA3 较温和的突变。
在 14 名 MGCA3 患者中，除一名伊拉克犹太人血统外，Yahalom 等人（2014）在 OPA3 基因中鉴定出先前由 Anikster 等人（2001）鉴定的剪接位点突变的纯合性。
Kleta et al.（2002）在一名 14 岁男孩中，其第一代表兄弟为库尔德裔土耳其人，其父母为 MGCA3，鉴定出 OPA3 基因（606580.0004）外显子 2 缺失的纯合性。
Arif等人（2013）在巴基斯坦近亲所生的2个表兄弟姐妹（DYAF09家族）中发现了MGCA3的OPA3基因外显子1（L11Q；L11Q；606580.0005）。该突变是通过全基因组纯合性作图和外显子组测序鉴定出来的，并通过桑格测序得到证实。
Ho 等人（2008）在一名 18 岁 MGCA3 患者中，其父母为非近亲印度人所生，鉴定出 OPA3 基因外显子 2（Q139X；Q139X；606580.0006）。父亲是突变携带者，但母亲的 DNA 无法用于检测；因此，Ho 等人（2008）不能排除母体等位基因上外显子 2 缺失的可能性。
视神经萎缩 3 伴有白内障
2个常染色体显性遗传性视神经萎缩和白内障家族的受影响成员（OPA3；165300），Reynier et al.（2004）鉴定了 OPA3 基因中的 2 个不同突变（分别为 G93S，606580.0002 和 Q105E，606580.0003）。
▼ 等位基因变异体（6个精选例子）：
.0001 3-@甲基戊二酸尿，III 型
OPA3、IVS1AS、GC、-1
Anikster et al.（2001）发现OPA3基因中的一个受体剪接位点突变IVS1-1G-C是导致III型3-甲基戊烯二酸尿症（MGCA3；258501），或视神经萎缩加综合征，发生在几名伊拉克犹太患者身上。该突变消除了患者成纤维细胞中的 mRNA 表达。在 85 名健康种族匹配对照中的 8 名中也检测到了该突变，产生的携带频率为十分之一，表明存在创始人效应。
Yahalom等人（2014）在14名MGCA3患者中，除一名伊拉克犹太血统外，均鉴定出OPA3基因中IVS1-1G-C（c.143-1G-C）突变的纯合性。
Carmi et al.（2015）在一名由近亲叙利亚犹太人父母所生的 MGCA3 5 岁女孩中鉴定出 OPA3 基因中 c.143-1G-C 突变的纯合性。
.0002 视神经萎缩和白内障，常染色体显性遗传
OPA3、GLY93SER
患有常染色体显性遗传性视神经萎缩和白内障的法国家庭成员（OPA3；165300）首先由 Garcin 等人（1961）描述，Reynier 等人（2004）在 OPA3 基因的外显子 2 中发现了一个杂合的 277G-A 转换，导致 gly93 到 Ser（G93S）的取代。
.0003 视神经萎缩和白内障，常染色体显性遗传
OPA3、GLN105GLU
患有常染色体显性遗传性视神经萎缩和白内障的家族成员（OPA3；165300），Reynier et al.（2004）在OPA3基因的外显子2中发现了一个杂合的313C-G颠换，导致gln105-to-glu（Q105E）取代。
.0004 3-@甲基戊二酸尿，III 型
OPA3、18-BP DEL、NT320
一名 14 岁男孩，其父母是库尔德裔土耳其人，患有 3-甲基戊烯酸尿症 III 型（MGCA3；258501），Kleta 等人（2002）在 OPA3 基因的外显子 2 中鉴定出纯合的 18 bp 缺失，导致密码子 108 和 113 之间 6 个氨基酸缺失。该男孩小时候有共济失调步态，3 -甲基戊烯酸尿症。9 岁时诊断出视力下降并伴有视神经萎缩。13岁时，他体力活跃，智力正常，但有轻度共济失调性不安。
.0005 3-@甲基戊二酸尿，III 型
OPA3、LEU11GLN
2个堂兄弟（DYAF09家族）患有III型3-甲基戊烯二酸尿症（MGCA3；258501），其父母为巴基斯坦近亲所生，Arif等人（2013）在OPA3基因的外显子1中发现了纯合的c.32T-A颠换（c.32T-A, NM_015136），导致了leu11-to -gln（L11Q）在进化上保守的残基处取代。该突变通过全基因组纯合性作图和外显子组测序鉴定，并通过桑格测序验证，并与家族中的疾病分离。NHLBI 外显子组变异项目数据库或 342 名巴基斯坦对照中不存在该变异。该突变影响 OPA3 转录本（OPA3A 和 OPA3B），并且位于潜在的线粒体前导序列内，可能导致线粒体靶向异常。两名患者的 TSHZ3 基因（c.941C-G、A314G）均存在纯合突变，该突变与该疾病在家族中分离。作者认为 OPA3 突变具有致病性，因为已知与 OPA3 突变相关的临床特征，但不能排除 TSHZ3 突变可能具有的修饰作用。两名患者均出现视盘苍白以及舞蹈样和肌阵挛运动。
.0006 3-@甲基戊二酸尿，III 型
OPA3、GLN314TER
一名18岁的3-甲基戊烯酸尿症III型患者（MGCA3；Ho et al.（2008）在 OPA3 基因的外显子 2 上发现了一个纯合的 c.415C-T 转换（c.415C-T, NM_025136.2），产生了 gln139 。 -to-ter（Q139X）替代。预计早期终止密码子会导致 OPA3 转录本的无义介导的衰变。通过桑格测序发现的突变在父亲身上以杂合状态存在，但母亲的 DNA 无法用于测试。Ho et al.（2008）不能排除患者遗传自其母亲的2号外显子缺失的可能性。患者尿液中3-甲基戊二酸和3-甲基戊二酸升高。她患有双侧视神经萎缩和轻度共济失调和痉挛。
