原钙粘蛋白 11,X染色体连锁;PCDH11X
原钙粘蛋白,X染色体;PCDHX
原钙粘蛋白 11,以前;PCDH11,前
HGNC 批准的基因符号:PCDH11X
细胞遗传学定位:Xq21.31 基因组坐标(GRCh38):X:91,779,375-92,623,230(来自 NCBI)
▼ 说明
PCDH11X 基因是人类特异性 X/Y 基因对的一部分,PCDH11Y 基因(400022)位于染色体 Xq21.2/Yp11.2 同源块中。这两个基因都是钙依赖性细胞粘附和识别蛋白的钙粘蛋白超家族和原钙粘蛋白亚家族的成员。它们在中枢神经系统中尤其普遍(Yoshida 和 Sugano,1999)。
▼ 克隆与表达
Yoshida和Sugano(1999)通过使用人类PCDH7(602988)cDNA探针进行数据库搜索,从婴儿大脑中鉴定出同源mRNA。他们在染色体 X 的基因组克隆上发现了相同的序列,位于 Xp21.3 的 XY 同源区域内。通过使用胎儿大脑进行 RT-PCR,他们鉴定了一种 cDNA PCDH11,他们将其称为 PCDHX,编码推导的 1,021 个氨基酸的蛋白质。序列分析预测了一个25个氨基酸的信号肽、一个具有7个钙粘蛋白重复序列的胞外部分、一个24个氨基酸的跨膜片段以及一个与PCDH1(603626)和PCDH7同源的10个氨基酸的胞质结构域。Yoshida and Sugano(1999)通过EST数据库检索也鉴定出了一种剪接变体,称为PCDHXb。Northern 印迹分析揭示了人类和胎儿大脑中大约 6.0 kb 转录本的表达。
Blanco等(2000)通过对Xq21.3上XY同源区的BAC克隆进行基因组序列分析、检索EST数据库和PCR,获得了编码PCDHX的cDNA。Blanco等人(2000)使用基于能够扩增Y外显子的PCDHX序列的引物,对仅Y体细胞杂交体和CEPH-Y YAC克隆进行PCR,获得了编码PCDHX的Yp11对应物的cDNA,他们将其命名为PCDHY 。PCDHX 和 PCDHY 在核苷酸水平上具有 98.1% 的相同性。推导的1025个氨基酸的PCDHX蛋白与PCDHY蛋白有98.3%的一致性,并且具有相似的结构。然而,PCDHY 的胞质结构域较短,并且由于 13 bp 的缺失,PCDHY 起始子蛋氨酸位于更上游,导致信号肽序列增大。RT-PCR分析检测胎儿脑和成人杏仁核、海马、尾状核、胼胝体、黑质、丘脑中PCDHY和PCDHX的表达;除睾丸中低水平表达外,在其他组织中未检测到表达。巢式 RT-PCR 分析表明,小脑中 PCDHX 水平较低,肾脏、肝脏、肌肉和睾丸中的转录物主要是 PCDHY。在多能细胞系中观察到 PCDHX 和 PCDHY 的差异调节:视黄酸处理前 PCDHX 占主导地位,视黄酸处理后 PCDHY 占主导地位。
▼ 基因结构
Yoshida and Sugano(1999)通过基因组序列分析确定PCDH11基因含有3个外显子,其中第二个外显子具有可变剪接位点。然而,Blanco et al.(2000)通过基因组序列分析确定PCDHX基因与PCDHY一样,包含6个外显子,跨度约为100 kb。
▼ 测绘
Yoshida and Sugano(1999)利用STS分析将PCDH11基因定位到与Yp11.1同源的染色体Xq21.3的XY同源区域。Blanco 等人(2000)使用详细的 YAC 和 PAC 重叠群以及精细的 STS 标记顺序,将 PCDH11 基因定位到 XY 同源区域内的 Xq21.3。
▼ 基因功能
Lopes等人(2006)使用亚硫酸氢盐测序分析人类和黑猩猩脑组织和白细胞PCDH11X基因内的2个CpG岛来评估甲基化状态。他们发现活跃和失活的 X 染色体上的两个 CpG 岛均不存在甲基化,这表明 PCDH11X 基因逃脱了 X 失活。人类脑组织的 RT-PCR 显示,与人类男性相比,人类女性的 PCDH11X 转录本增加了 2 倍,表明表达水平存在性别二态性。尽管 DNA 甲基化没有差异,但人类女性中的 PCDH11X 表达量比女性黑猩猩高出约 2 倍。研究结果表明 PCDH11X 基因表达是由不同的机制控制的。
▼ 分子遗传学
关联待确认
有关 PCDH11X 基因变异与晚发性阿尔茨海默病之间可能关联的讨论,请参见 AD16(300756)。
▼ 进化
X和Y染色体的短臂和长臂均含有端粒假常染色体区域(PAR),其在减数分裂期间在雄性中重组。短臂上的 PAR 在每次减数分裂期间至少重组一次,而长臂上的 PAR 重组频率为 2%,比 X 特异性 DNA 的平均重组频率高 6 倍(Ciccodicola et al., 2000)。相反,性染色体上的同源区域在雄性减数分裂期间不会重组。Mumm et al.(1997)鉴定了Xq21.3和Yp11.1的同源区域。Tilford et al.(2001)在Yp上鉴定出2个同源区,在Yq上鉴定出4个同源区。Schwartz 等人(1998)确定 Yp 上的同源区域由 4 Mb 跨度组成,与 Xq21 上的区域有 99% 的一致性。这个 XY 同源区域是由 LINE 介导的倒位和 3 至 4 百万年前 Xq21 的单个转座事件产生的,当时是在原始人和黑猩猩谱系分歧之后,在人属出现附近,但在人类群体辐射之前。
Blanco等人(2000)通过动物园印迹分析表明,PCDHX/PCDHY基因在有袋动物、啮齿动物、新旧大陆猴中仅限于X染色体,但在高等灵长类动物如猩猩、大猩猩、和人类。他们提出,缺失事件可能是黑猩猩 Y 染色体上 PCDHY 缺失的原因,并提出 PCDHX/PCDHY 可能为影响大脑表型的二态性状提供基础。