无义介导的 mRNA 衰减的 UPF2 调节器；UPF2
UPF2，酵母，同源物
无意义转录的监管者 2; RENT2
HGNC 批准的基因符号：UPF2
细胞遗传学定位：10p14 基因组坐标（GRCh38）：10:11,920,022-12,043,170（来自 NCBI）
▼ 说明
UPF2基因编码无义介导的mRNA衰减（NMD）复合物的核心因子（Johnson等人总结，2019）。
▼ 克隆与表达
无义介导的衰变消除了真核细胞中含有过早终止密码子的异常 mRNA。这些通过下游顺式元件（例如外显子-外显子连接）与真正的终止密码子区分开来。Lykke-Andersen等人（2000）通过在序列数据库中搜索酵母Upf2和Upf3基因的同源物，然后通过RT-PCR分离出编码3种人类蛋白的cDNA，他们将其命名为UPF2、UPF3A（605530）和UPF3B（300298） ），参与NMD。预测的 UPF2、UPF3A 和 UPF3B 蛋白分别含有 1,272、476 和 470 个氨基酸。
通过搜索序列数据库，Mendell 等人（2000）鉴定了编码人类 UPF2 的 cDNA，他们将其称为 RENT2，以及 S. Pombe 同源物。
Serin等人（2001）利用比较基因组学和RACE克隆了UPF2。Northern 印迹分析揭示了 HeLa 细胞中 5.4 kb 转录物的表达。突变和蛋白质印迹分析表明 UPF2 的中央至 C 端部分与 UPF3B 的 N 端核输出信号相互作用。
▼ 基因功能
Lykke-Andersen et al.（2000）发现UPF2、UPF3A、UPF3B与UPF1（RENT1; 601430）在 HeLa 细胞提取物中。在完整细胞中，UPF3A和UPF3B被发现是核质穿梭蛋白，而UPF2是核周蛋白，UPF1是细胞质蛋白。UPF3A和UPF3B在体内选择性地与剪接的β-珠蛋白（141900）mRNA结合，任何UPF蛋白与β-珠蛋白mRNA的3-prime非翻译区的束缚都会引发NMD。这些数据表明，动态人类 UPF 复合物的组装在 mRNA 外显子-外显子连接处的细胞核中起始，并在下游终止位点被识别时触发细胞质中的 NMD。
通过破坏粟酒裂殖酵母Upf2，Mendell等人（2000）确定该基因是裂殖酵母中NMD所必需的。RENT2 被证明可以直接与 RENT1 交互。此外，RENT2 的片段显示出具有核靶向活性，尽管天然蛋白定位于细胞质区室。此外，作者还发现了与真核起始因子-4G（EIF4G；EIF4G；600495）和其他调节蛋白。这些 EIF4G 同源域内的定向突变足以消除粟酒裂殖酵母 Upf2 的功能。Mendell等人（2000）利用2-杂交系统获得了RENT2与人类EIF4A1（602641）和SUI1（转录起始复合物的两个组成部分）之间直接相互作用的证据。基于这些发现，作者提出了一个模型，其中 RENT2 通过与 EIF4G 结合伙伴的竞争性相互作用来降低无义转录本的转录并加速衰减。
Mendell et al.（2002）证明无义介导的改变剪接（NAS）孤立于RENT2。
▼ 测绘
Mendell et al.（2000）通过辐射杂交分析将RENT2基因定位到10p15-p13。
Stumpf（2020）根据UPF2序列（GenBank BC114964）与基因组序列（GRCh38）的比对，将UPF2基因定位到染色体10p14。
▼ 细胞遗传学
Nguyen et al.（2013）鉴定了11名不相关的患者，其染色体10p14-p13杂合缺失涉及UPF2基因。通过在 57,356 名神经发育障碍患者中搜索与无义介导的 mRNA 衰减或外显子连接复合物相关的基因的拷贝数变异（CNV）来识别患者。20,474 名对照者均不具有涉及 UPF2 基因的 CNV。这 11 名患者包括 8 名女孩和 3 名男孩，患有发育迟缓、各种畸形特征、言语和语言问题以及耳聋。所有 5 个可测试的缺失均被证明是从头发生的。删除的最小重叠区域为 234 kb，包含 C10ORF47、ECHDC3 的一部分和 UPF2。在源自这些患者的细胞中，UPF2 的 1 个等位基因的缺失导致转录组失调，类似于在 UPF3B 缺失的患者中观察到的情况（300298）；参见MRXS14（300676）。这些发现表明，神经发育障碍中涉及一种常见的分子途径，即无义介导的 mRNA 衰减。
▼ 分子遗传学
关联待确认
Johnson等人（2019）在2名具有特定语言障碍的无关患者（参见例如SLI1, 606711）中鉴定出UPF2基因的从头杂合移码突变（c.1940delA, Asp647ValfsTer23, NM080599.1；c.986delG，Ser329MetfsTer8，NM_080599.2）。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。仅对患者 1 进行的类淋巴母细胞分析表明，与对照组相比，UPF2 蛋白减少了约 50%，并且还显示了一种失调基因的模式，表明无义介导的衰变受损。患者 1 有严重的原发性言语和表达性语言障碍病史，其特征是儿童言语失用症，现已解决语音障碍。他识字，但在阅读和拼写方面表现出轻微障碍。2号患者的病史更为复杂。她出生时患有 VACTERL 综合征，患有唇/腭裂、气管食管瘘、伴有颅面缺损的半面部短小症、腭咽功能不全以及有时需要饲管的喂养困难。她识字，但在语言表达、阅读和拼写方面表现低于平均水平。两名患者的智商均低于正常水平；两人都没有自闭症谱系障碍。
▼ 动物模型
Johnson等人（2019）发现，靶向敲除小鼠前脑中的Upf2基因会导致学习和记忆障碍、长时程增强受损、社交缺陷和行为僵化，让人想起人类自闭症谱系障碍。突变小鼠还表现出一些发声交流缺陷。Upf2种系杂合缺失（Upf2+/-）的小鼠没有表现出行为异常，而Upf2种系缺失则导致胚胎死亡。在前脑中敲除 Upf2 基因的小鼠中，海马体和皮质中的 Upf2 mRNA 水平降低。与对照相比，这与 NMD 靶 mRNA 底物的显着上调有关，表明 NMD 受损。在敲低 Upf2 的果蝇中也观察到了类似的异常。对突变小鼠大脑中稳态 mRNA 水平的分析显示，免疫相关基因显着激活，这些变化与大脑炎症增加有关，与激活的免疫反应一致。用抗炎物质治疗小鼠可减少炎症反应，并改善行为和声音交流缺陷。
