聚合酶、DNA、THETA; POLQ

HGNC 批准基因符号：POLQ

细胞遗传学定位：3q13.33 基因组坐标（GRCh38）：3:121,431,431-121,545,988（来自 NCBI）

▼ 克隆与表达

DNA聚合酶可以参与基因组的复制和DNA修复过程。人类基因组包含多个DNA聚合酶基因。Sharief等人（1999）通过检索人类POLG（174763）和果蝇mus308 DNA聚合酶基因的翻译序列数据库，鉴定出新型人类DNA聚合酶theta（POLQ）。他们分离了代表完整 POLQ 编码序列的人胎儿脾脏和人 T 细胞 cDNA。预测的 1,762 个氨基酸的 POLQ 蛋白包含 N 端 ATP 结合结构域和 C 端 DNA 聚合酶基序 A、B 和 C，这将 POLQ 归类为 A 型 DNA 聚合酶家族。POLQ 的 C 端区域与果蝇 mus308 基因产物具有 40% 的序列同一性；它们的N端区域没有显着的相似性。PCR 检测人小脑、KB 细胞和 HeLa 细胞 cDNA 文库中的 POLQ cDNA。

▼ 测绘

Sharief et al.（1999）通过辐射杂交作图，将POLQ基因定位到3q，近端标记D3S1303和远端标记D3S3576之间。基于与GOLGB1基因（602500）的接近性，他们初步将POLQ基因定位于3q13.31。

▼ 基因功能

Mateos-Gomez 等人（2015）使用新一代测序表明，通过替代非同源末端连接（NHEJ）进行修复会在功能失调的端粒融合断点处产生非 TTAGGG 核苷酸插入。通过研究导致随机插入的酶活性，作者能够确定聚合酶 theta 是哺乳动物细胞中重要的替代 NHEJ 因子。在小鼠中，Polq 抑制会抑制功能失调的端粒处的替代 NHEJ，并阻碍非端粒位点的染色体易位。此外，Mateos-Gomez 等人（2015）发现，小鼠中 Polq 的缺失会导致同源定向修复率增加，这通过功能失调的端粒重组和双链断裂处 Rad51（179617）的积累来证明。最后，作者表明，在缺乏 Brca1（113705）或 Brca2（600185）基因的情况下，聚合酶 theta 的消耗对细胞存活具有协同作用，这表明抑制这种诱变聚合酶代表了携带突变的肿瘤的有效治疗途径。同源定向修复基因。

Ceccaldi等（2015）报道上皮性卵巢癌中同源重组（HR）活性与POLQ表达呈负相关。在 HR 熟练的细胞中敲低 POLQ 会上调 HR 活性和 RAD51 核丝组装，而在 HR 缺陷的上皮性卵巢癌中敲低 POLQ 会增强细胞死亡。与这些结果一致，小鼠 HR ​​基因 Fancd2（613984）和 Polq 的基因失活导致胚胎致死。此外，POLQ 包含 RAD51 结合基序并阻断 RAD51 介导的重组。Ceccaldi 等人（2015）得出结论，他们的结果揭示了上皮性卵巢癌中同源重组途径与 POLQ 介导的修复之间的合成致死关系，并将 POLQ 确定为新的药物靶点。

▼ 动物模型

Masuda et al.（2005）指出，与其他普遍表达的低保真DNA聚合酶不同，POLQ在人和小鼠的淋巴组织中特异性表达。Masuda 等人（2005）通过删除外显子 25 和 26，保留解旋酶和其他潜在的重要结构域完整，产生了缺乏 Polq 聚合酶活性的小鼠。Polq 不活跃小鼠表现出响应 B 细胞 JH4 内含子区域的总体突变频率适度下降，且不受抗原选择偏差的影响。然而，在 Polq 不活跃小鼠中，只有 C/G 突变（包括转换和颠换）减少，而 A/T 突变不受影响。Masuda et al.（2005）指出，Polh（603968）缺陷会产生相反的效果，A/T突变减少，而对C/G突变没有影响。他们提出POLQ通过在尿嘧啶-DNA糖基化酶（UNG；UNG；191525）。