端粒维持2; TELO2
端粒维持 2,酿酒酵母,同源物
TEL2,S. Cerevisiae,同源物; TEL2
CLK2, 线虫, 同源物F; CLK2
KIAA0683
HCLK2
HGNC 批准的基因符号:TELO2
细胞遗传学定位:16p13.3 基因组坐标(GRCh38):16:1,493,360-1,510,454(来自 NCBI)
▼ 说明
与酵母 Tel2 不同,人类 TELO2 不参与端粒维持,但在检查点对细胞应激的反应中起关键作用(Takai et al., 2007;科利斯等人,2008)。
▼ 克隆与表达
Ishikawa等人(1998)通过对从脑cDNA文库获得的克隆进行测序,克隆了TELO2,并将其命名为KIAA0683。体外分析后,通过 SDS-PAGE 推导的 584 个氨基酸蛋白的表观分子量为 74 kD。RT-PCR 在所有检查的组织中检测到不同的 TELO2 表达,其中脑、肺、肝脏、肾脏、睾丸和卵巢中的水平最高。
通过对人肝腺癌细胞系的免疫细胞化学分析、亚细胞分级分离和蛋白质印迹分析,Jiang等人(2003)发现天然和过表达的TELO2(他们称之为CLK2)以相当的水平存在于所有细胞区室中。CLK2的一部分与膜紧密结合,可溶性和膜结合的CLK2之间的分子质量没有显着差异。
▼ 基因功能
线虫的 Clk2 突变体表现出多效性表型,包括许多生理过程减慢和寿命延长。Jiang et al.(2003)发现,小干扰RNA介导的人肝腺癌细胞系中CLK2表达的抑制可减缓细胞生长。相反,CLK2的过度表达会缩短细胞周期长度,使细胞对氧化应激或DNA复制阻断引发的细胞凋亡高度敏感,并逐渐增加端粒长度。
Takai et al.(2007)发现,与酵母Tel2不同,人类TEL2似乎没有端粒维持功能。从小鼠胚胎成纤维细胞中条件性删除 Tel2,会减少检查点激酶及其下游效应子的激活,从而损害其对电离和紫外线辐射的反应。这些影响与 PI3 激酶相关蛋白激酶(PIKKs)Atm(607585)、Atr(601215)和 Prkdc(600899)的蛋白水平显着降低相关。Tel2 缺失还引起 Mtor(FRAP1;FRAP1)的特异性缺失。601231)、Smg1(607032)和Trrap(603015)并抑制Mtor信号传导,表明TEL2影响所有6种哺乳动物PIKK。虽然 Tel2 缺失不会改变 PIKK mRNA 水平,但体内脉冲标记实验表明 Tel2 控制 Atm 和 Mtor 的稳定性。每个 PIKK 家族成员均与小鼠和人 TEL2 相关,体内和体外实验表明 TEL2 与人 ATM 和大鼠 Mtor 的部分 HEAT 重复片段结合。Takai et al.(2007)得出结论,TEL2 调节 PIKK 稳定性。
Collis et al.(2008)通过共纯化表位标记蛋白,发现HCLK2与范可尼贫血(FA)核心组成部分FANCM(609644)的N端区域有较强的相互作用,而与FANCM(609644)的C端区域有较弱的相互作用。参与 DNA 修复的复合物。该相互作用需要 HCLK2 的 HEAT 重复结构。对人类细胞系的免疫沉淀分析表明,内源性 HCLK2、FANCM 和 FAAP24(610884)在缺乏其他 FA 核心复合物成分的情况下形成稳定的复合物。通过小干扰RNA敲低FANCM、FAAP24或HCLK2会损害ATR/CHK1(603078)介导的检查点信号传导,导致内源性DNA损伤增加并无法有效调用细胞周期检查点反应。Collis et al.(2008)得出结论,HCLK2通过与FANCM和FAAP24的相互作用将ATR/CHK1检查点蛋白与DNA修复连接起来。
Hurov等(2010)通过对人U2OS骨肉瘤细胞进行免疫沉淀分析,发现TEL2与TTI1(614425)和TTI2(614426)相互作用形成约200万道尔顿的复合物,他们将其称为TTT复合物。耗尽 TTI1 或 TTI2 的细胞无法有效地停滞在 G2 期以响应电离辐射,显示出有缺陷的 DNA 损伤响应信号,并且无法维持 PIKK 的丰度,特别是 ATM 和 MTOR。所有 3 个 TTT 复合物成分都是稳定 PIKK 和抵抗 DNA 损伤所必需的。Hurov et al.(2010)提出TTT复合物可能参与新合成的PIKKs的正确折叠。
Takai等人(2010)发现PIKKs的成熟依赖于HSP90(见140571)和TEL2-TTI1-TTI2复合物。体内标记显示,PIKK 在合成后不久就以依赖于 HSP90 的方式结合 TEL2。敲除小鼠胚胎成纤维细胞(MEF)中的 Tel2 或对人细胞中的 HSP90 进行药物抑制会损害 3 个 PIKK 复合物的形成:TORC1,其中包含 MTOR、GBL(MLST8;612190)、猛禽(RPTOR;607130);TORC2,包含MTOR、GBL、RICTOR(609022);和ATM-ATRIP(606605)。一旦成熟,PIKK 复合物不再与 TEL2-TTI1-TTI2 复合物结合。结合 Tti1 和 Tti2 有缺陷的 Tel2 突变体挽救 Tel2 敲除 MEF 中生长和检查点缺陷的能力受到损害。Takai等人(2010)得出结论,TEL2-TTI1-TTI2复合物是MTOR和ATR与其各自伙伴的组装所必需的。
▼ 测绘
Ishikawa等(1998)通过辐射杂交分析将TELO2基因定位到染色体16。
▼ 分子遗传学
6 名 You-Hoover-Fong 综合征患者(包括 3 名同胞)(YHFS;616954),You et al.(2016)鉴定了TELO2基因的复合杂合突变(611140.0001-611140.0006)。患者细胞显示正常的 TELO2 mRNA 水平,但突变蛋白的量减少,表明突变蛋白不稳定。患者细胞还表现出 TTI1 和 TTI2 水平下降,这与 TTT 复合物的不稳定一致。与对照组相比,患者细胞的 PIKK 蛋白水平没有显着变化,DNA 修复没有异常,端粒长度也没有变化。然而,抑制 HSP90 会导致 TTT 复合物进一步减少,并对某些 PIKKS 的丰度产生负面影响,包括 ATM 和 PRKDC(600899)。You et al.(2016)提出,在发育关键时期的某些细胞中可能会出现导致 TTT 复合物功能破坏的应激条件,从而导致在患者中观察到的表型特征。
▼ 动物模型
Takai等人(2007)发现,杂合Tel2+/-小鼠能够存活、生育且健康,但纯合Tel2缺失会导致胚胎死亡。
▼ 等位基因变异体(6个精选例子):
.0001 尤-胡佛-方综合症
TELO2、CYS367PHE
3 名同胞患有 You-Hoover-Fong 综合征(YHFS;616954),You et al.(2016)鉴定了TELO2基因中的复合杂合错义突变:外显子8中的c.1100G-T颠换(c.1100G-T, NM_016111.3),导致cys367-to-phe (C367F)替换,以及外显子 18 中的 c.2159A-T 颠换,导致 asp720 变为 val(D720V;611140.0002)替代。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,与家族中的疾病分开。两种取代均发生在保守残基处。dbSNP(build 131)、千人基因组计划(2015年11月)、外显子组变异服务器(ESP6500SI-V2)或ExAC(2015年11月)数据库中未发现D720V变体,而千人基因组计划和外显子组中不存在C367F Variant Server数据库,但在ExAC数据库中出现频率较低(0.01959%)。一个具有相似表型的无亲缘关系的女孩是 C367F 和 c.2296G-A 转变的复合杂合子,导致 val766-to-met(V766M;611140.0003)取代,发生在高度保守的残基处。V766M 变体在 ExAC 数据库中以较低频率(0.02283%)被发现,并且存在于 dbSNP 数据库中,但没有相关的等位基因频率。这些突变随着第二个家庭的疾病而分离。来自两个家族患者的培养细胞显示出正常数量的突变 mRNA 转录物,但与对照相比蛋白质水平降低,表明突变蛋白不稳定。没有对该变体进行其他功能研究。
.0002 尤-胡佛-方综合症
TELO2、ASP720VAL
讨论 TELO2 基因第 18 号外显子中的 c.2159A-T 颠换(c.2159A-T, NM_016111.3),导致 asp720-to-val(D720V;611140.0002)替换,由 You 等人(2016)在 3 个患有 You-Hoover-Fong 综合征(616954)的同胞中发现复合杂合状态,见 611140.0001。
在一名患有 YHFS 的男孩中,You et al.(2016)发现了 TELO2 基因中的复合杂合突变:D720V 和一个包含 2 个顺式突变(c.514C-T 转换)的复杂等位基因,导致 gln172-to-ter( Q172X)取代,以及内含子 16 中的 c.2034+1G-A 转变,导致异常剪接的转录本,可能会受到无义介导的 mRNA 衰减以及无效等位基因(611140.0006)。这些突变随着家族中的疾病而分离。
.0003 尤-胡佛-方综合症
TELO2、VAL766MET(rs371675497)
讨论TELO2基因中的c.2296G-A转换(rs371675497),导致val766到met(V766M;611140.0003)替换,在一名患有 You-Hoover-Fong 综合征(YHFS;You et al.(2016),参见 616954),参见 611140.0001。
.0004 尤-胡佛-方综合症
TELO2、PRO260LEU(rs369656775)
在一名患有 You-Hoover-Fong 综合征(616954)的女孩中,You et al.(2016)发现了 TELO2 基因中的复合杂合突变:TELO2 基因中的 c.779C-T 转换(rs369656775),导致 pro260- to-leu(P260L)取代,以及c.1826G-A转变,导致arg609-to-his(R609H;611140.0005)替代。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,与家族中的疾病分开。P260L 替换在 dbSNP(build 138)数据库中列出,但没有相关的等位基因频率,而 R609H 不存在于 dbSNP(build 138)、1000 Genomes Project(2015 年 11 月)、Exome Variant Server(ESP6500SI-V2)中,或ExAC(2015 年 11 月)数据库。
.0005 尤-胡佛-方综合症
TELO2、ARG609HIS
讨论 TELO2 基因中的 c.1826G-A 转换(c.1826G-A, NM_016111.3),导致 arg609-to-his(R609H) 取代,该取代在一名患有以下疾病的女孩中以复合杂合状态发现You-Hoover-Fong综合征(YHFS;You et al.(2016),参见 616954),参见 611140.0004。
.0006 尤-胡弗-方综合症
TELO2、GLN172TER 和 IVS16DS、GA、+1
讨论 TELO2 基因中包含 2 个顺式突变的复杂等位基因,c.514C-T 转换(c.514C-T, NM_016111.3),导致 gln172-to-ter(Q172X) 替换,以及内含子16中的c.2034+1G-A转换(c.2034+1G-A, NM_016111.3),在患有You-Hoover-Fong综合征(YHFS;YHFS;You et al.(2016),参见 616954),参见 611140.0002。