B9 域包含蛋白 2;B9D2

STUMPY, 小鼠, 同源
MKS1 相关蛋白 2;MKSR2
参与纤毛稳定性 1; ICIS1

HGNC 批准的基因符号:B9D2

细胞遗传学定位:19q13.2 基因组坐标(GRCh38):19:41,354,417-41,364,149(来自 NCBI)

▼ 说明

B9D2 属于一个蛋白质小家族,该蛋白质家族还包括 B9D1(614144)和 MKS1(609883),所有 3 个含有 B9 结构域的蛋白质都与哺乳动物细胞中的基体和初级纤毛相关(Bialas et al., 2009)。这些蛋白质定位于在纤毛内发挥功能的过渡区复合体(Dowdle et al., 2011)。

▼ 克隆与表达

Ponsard等人(2007)使用RACE-PCR从人鼻上皮细胞cDNA中克隆了B9D2,他们将其称为ICIS1。预测的175个氨基酸的蛋白含有一个C2结构域,与EPPB9(B9D1)具有显着的相似性。Northern 印迹分析显示,主要 1.0-kb 转录本和次要 2.5-kb 转录本在人体组织中普遍表达。ICIS1 直向同源物存在于含有纤毛或鞭毛的物种中,但不存在于非纤毛物种中,例如拟南芥。

Town et al.(2008)克隆了小鼠B9d2,他们称之为stumpy。推导的 175 个氨基酸蛋白包含 N 端 B9/C2 钙/脂质结合区。小鼠组织的 RT-PCR 检测到广泛的残端表达,在胸腺和骨骼肌中表达水平最高。原位杂交显示出生后早期小鼠大脑中的短表达。

Bialas et al.(2009)通过寻找编码含有B9结构域的蛋白质的基因,鉴定出了B9D2。推导的蛋白质仅由大约 115 个氨基酸的 B9 结构域组成。表位或荧光标记的 B9D1、B9D2 和 MKS1 定位于转染的纤毛 IMCD3 细胞的纤毛轴丝和基体以及非纤毛 IMCD3 细胞的中心体。在线虫中,mks1、mksr1 和 mksr2 基因表达于感觉纤毛基部的过渡区,仅对应于哺乳动物的基体。数据库分析揭示了 B9D1、B9D2 和 MKS1 的直向同源物存在于绝大多数纤毛物种中,但在非纤毛生物中则不然。3 个含有 B9 结构域的蛋白质似乎在进化上很古老,并且导致 3 个蛋白质进化枝的重复发生在物种形成之前。

▼ 基因结构

Ponsard et al.(2007)确定B9D2基因含有4个外显子,第一个是非编码外显子。

▼ 测绘

Ponsard et al.(2007)通过基因组序列分析,确定人、老鼠和大鼠的B9D2基因位于TGFB1基因(190180)的启动子区域内。

Hartz(2008)根据B9D2序列(GenBank BC004157)与基因组序列(build 36.1)的比对,将B9D2基因定位到染色体19q13.2。

Bialas et al.(2009)指出B9D2基因定位于染色体19q13.2。

Town et al.(2008)将小鼠 B9d2 基因对应到染色体 7。

▼ 基因功能

Ponsard et al.(2007)利用Northern blot分析表明,人类ICIS1在粘液纤毛分化过程中存在差异表达,其表达与纤毛细胞的比例相关。草履虫中的敲低分析表明 Icis1 直向同源物与纤毛稳定性或形成有关。

Town et al.(2008)发现毛发粗端与睫状体基体共定位,与γ-微管蛋白发生物理相互作用(参见TUBG1;191135),并且在转染的 HeLa 细胞和犬肾细胞中沿着纤毛轴丝存在,表明短节在纤毛轴丝延伸中发挥作用。

Williams等(2011)表明保守蛋白Mks1(609883)、Mksr1(B9D1)、Mksr2(B9D2)、Tmem67(609884)、Rpgrip1l(610937)、Cc2d2a(612013)、Nphp1(607100)和Nphp4( 607215),在线虫纤毛发生的早期阶段发挥作用。这 8 种蛋白质定位于睫状体过渡区,并在基体和过渡区膜之间建立附着。他们还提供了一个对接位点,限制囊泡与含有纤毛蛋白的囊泡融合。

Bialas et al.(2009)发现,与对照培养物相比,通过 RNA 干扰破坏 IMCD3 细胞中的 Mksr1 或 Mksr2 基因会减少纤毛细胞的数量。

▼ 分子遗传学

梅克尔综合症10

2个胎儿患有梅克尔综合征10(MKS10; Dowdle et al.(2011)鉴定出B9D2基因的纯合突变(S101R;614175)。611951.0001)。先证者来自一个由 96 名无关 MKS 患者组成的更大队列。免疫沉淀研究表明,突变的 S101R 蛋白无法与 MKS1 相互作用,尽管它保留了与 B9D1 相互作用的能力。结果表明,B9 蛋白复合物协同支持哺乳动物纤毛发生和纤毛蛋白定位。该复合体任何成员的破坏都可能导致梅克尔综合征。

Radhakrishnan等人(2019)在患有Meckel综合征的印度胎儿中鉴定出B9D2基因(H5Q;H5Q;611951.0005),该病毒在家族中与疾病隔离,在 gnomAD 数据库中未找到。

朱伯特综合症 34

2 名无关的 Joubert 综合征患者(JBTS34;参见614175),Bachmann-Gagescu et al.(2015)鉴定了B9D2基因的纯合或复合杂合突变(611951.0002-611951.0004)。这些突变是通过分子倒置探针靶向捕获和下一代测序对来自 363 个家庭的 428 名受影响个体的 27 个候选基因进行测序来鉴定的。没有对变体进行功能研究。

▼ 动物模型

Town等人(2008)发现小鼠大脑和肾脏残端的条件性缺失分别导致围产期脑积水(见236600)和严重的多囊肾病(见173900)。短截突变脑和肾细胞中的纤毛缺失或明显变形,导致脑脊液流动缺陷。Stumpy突变小鼠缺失了stumpy的外显子4和邻近基因Tgfb1(190180)的外显子1,导致框内嵌合的stumpy/Tgfb1 mRNA表达。然而,Town et al.(2008)证明,短肢缺陷而非Tgfb1破坏导致了短肢突变小鼠的表型。他们得出的结论是,短节对于纤毛发生至关重要,并表明它可能参与人类先天性脑积水和多囊肾病的发病机制。

Bialas et al.(2009)破坏了线虫mks1、mksr1和mksr2的B9结构域。与小鼠细胞中发现的缺陷相反,表达单、双或三重 mks/mksr 突变体的线虫在纤毛结构、鞭毛内运输、化学感觉、渗透感觉或脂质积累方面没有表现出明显的缺陷。然而,一种含有 B9 结构域的蛋白质的破坏会导致其他蛋白质的错误定位,并且所有可能的双 mks/mksr 突变体组合都会改变胰岛素信号传导,从而延长寿命。mks1/mksr1/mksr2 三重突变体没有表现出长寿表型。

Dowdle等人(2011)发现斑马鱼中B9d2的吗啡啉抑制导致剂量依赖性纤毛表型,包括体轴缩短、体节中侧拉长和脊索缺陷。这些缺陷可以通过野生型人类 B9D2 mRNA 的表达来弥补。

▼ 等位基因变异体(5个精选例子):

.0001 梅克尔综合症,10 型

B9D2、SER101ARG

2个胎儿患有梅克尔综合征10型(MKS10;Dowdle等人(2011)出生于苏里南的一个具有印度-巴基斯坦背景的近亲家庭,Dowdle等人(614175)在B9D2基因中发现了纯合的301A-C颠换,导致了ser101到arg(S101R)的替换B9 结构域内高度保守的残基。在 688 个对照染色体中未检测到该突变。斑马鱼基因敲除研究表明,野生型人类 B9D2 可以挽救剂量依赖性纤毛缺陷,而 S101R 突变体则不能,这与它是功能丧失等位基因一致。突变等位基因正确定位于基体,但免疫沉淀研究表明突变S101R蛋白未能与MKS1(609883)相互作用,尽管它保留了与B9D1(614144)相互作用的能力。结果表明,B9 蛋白复合物协同支持哺乳动物纤毛发生和纤毛蛋白定位。该复合体任何成员的破坏都可能导致梅克尔综合征。Dowdle等(2011)报道胎儿存在枕叶膨出、手足轴后多指畸形、肾囊肿、肝导管板畸形等;1 胎儿患有无脑畸形。

.0002 朱伯特综合症 34

B9D2、LEU36PRO

Joubert综合征患者(UW309-3)(JBTS34;参见 614175),Bachmann-Gagescu 等人(2015)鉴定了 B9D2 基因中 leu36-to-pro(L36P)取代的纯合性。该突变是通过分子倒置探针靶向捕获和下一代测序对来自 363 个家庭的 428 名受影响个体的 27 个候选基因进行测序来鉴定的。没有对该变体进行功能研究。

.0003 朱伯特综合症 34

B9D2、GLY155SER

Joubert综合征患者(UW284-3)(JBTS34;Bachmann-Gagescu et al.(2015)鉴定了B9D2基因中的复合杂合突变:从母亲遗传的gly155-to-ser(G155S)和pro74-to-ser(P74S;见614175)。611951.0004)继承自父亲。该突变是通过分子倒置探针靶向捕获和下一代测序对来自 363 个家庭的 428 名受影响个体的 27 个候选基因进行测序来鉴定的。没有对该变体进行功能研究。

.0004 朱伯特综合症 34

B9D2、PRO74SER

讨论在 Joubert 综合征(JBST34;JBST34;参见 614175),作者:Bachmann-Gagescu 等人(2015),参见 611951.0003。

.0005 梅克尔综合症,10 型

B9D2,HIS5GLN

患有梅克尔综合征的印度胎儿(MKS10;614175),Radhakrishnan et al.(2019)鉴定了B9D2基因外显子2中c.15C-A颠换(c.15C-A, NM_030578.3)的纯合性,导致his5-to-gln(H5Q)在功能域内高度保守的残基处进行取代。父母的突变是杂合的,在gnomAD数据库中没有发现这种突变。

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