HR 上游开放解读码组

HRURF 基因编码的肽对下游 HR 赖氨酸脱甲基酶和核受体辅助抑制基因(HR; 602302 )的 mRNA 的翻译产生抑制调节作用,该基因是小鼠“无毛”基因的人类同源物( Wen et al., 2009)。

▼ 克隆与表达
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根据与 HR 外显子 1 基因组区域比对的 EST 和 A375 和 HeLa 细胞系中产生的 RT-PCR 片段的序列分析,Wen 等人(2009)将小鼠“无毛”基因(HR; 602302 ) 基因的人类同源物的 5-prime UTR 扩展到 691 个核苷酸。他们在 HR 5-prime UTR 中确定了 4 个上游 ORF,他们将它们命名为 U1HR、U2HR、U3HR 和 U4HR(从 5-prime 到 3-prime)。对所有可用哺乳动物序列的多重比对分析表明,最近(U1HR)、最长(U2HR) 和最短(U4HR) 的 ORF 在序列和大小上都是保守的。作者指出,U2HR 指定了一个高度保守的 34 个氨基酸的肽,其中 31 个在当时已知的所有 15 个哺乳动物序列中是不变的。

▼ 基因功能
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Wen 等人使用荧光素酶报告基因和 GFP 表达构建体(2009)证明 U2HR 编码一种活性肽,该肽负调节主要 HR 生理 ORF 的蛋白质翻译。作者还证明了 U1HR 作为 HR 的刺激性翻译控制元件。

▼ 测绘
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HRURF 基因位于染色体 8p21.3,HR 基因翻译起始密码子上游 321 个碱基对处( Wen et al., 2009 )。

▼ 分子遗传学
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在一个大汉族家庭的受影响成员中,玛丽乌娜少毛症(MUHH) 对应到染色体 8p21(HYPT4; 146550 ),Wen 等人(2009)鉴定了 HRURF 基因(2T-C; 619257.0001 ) 中起始密码子突变的杂合性,他们将其鉴定为 HR 基因( 602302 )的 5-prime UTR 中的 ORF,并命名为 U2HR。在未受影响的家庭成员或 617 名无关的汉族对照中未发现该突变。在确诊为 MUHH 的另外 18 个家庭的受影响成员中,他们在 U2HR 中发现了 12 个以上的杂合突变(参见,例如,619257.0002 - 619257.0004),包括起始丢失、终止密码子延迟以及无义和错义突变。功能分析表明,这些类别的突变都导致主要 HR 生理 ORF 的翻译增加。文等人(2009)得出的结论是,HR 蛋白水平的微调对于控制头发生长很重要。

在来自 4 代土耳其血统的受影响个体中,眉毛、睫毛和体毛稀疏,但头皮毛发相对正常,Mansur 等人(2010)鉴定了相同的杂合起始密码子突变( 619257.0001 ),与Wen 等人在 3 个 Marie Unna 少毛症家族中发现的相同(2009)。

在Unna(1925)描述的具有 Marie Unna 少毛症的原始家庭成员的曾孙女中,Redler 等人(2011)对 U2HR 进行了测序,并确定了涉及与疾病分离的翻译起始密码子(3G-A; 619257.0005 )的错义突变的杂合性。

▼ 动物模型
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贝克等人(2009)描述了通过 N-乙基-N-亚硝基脲(ENU) 诱变衍生的“毛发贫乏”小鼠,在杂合状态下显示稀疏和短头发,在纯合状态下显示完全秃顶。杂合子小鼠的毛囊经历正常循环并且看起来是正常的,虽然比野生型小鼠小,而纯合子小鼠的毛囊在出生后第 21 天变成囊肿样结构。触须的数量和长度以剂量依赖性方式减少,如下所示突变等位基因的数量增加。位置候选基因分析在毛发贫乏小鼠的 Hr 基因( 602302 )的非编码外显子 2 中发现了 403T-A 颠换。贝克等人(2009)注意到延伸到第三个外显子的 Hr 基因的 5-prime UTR 在哺乳动物中显示出高度的同源性,其中存在 4 个假定的上游 ORF(uORF)。403T-A 的替换可能导致第二个 uORF 的起始密码子从 ATG 变为 AAG,从而导致 uORF 的废除。此外,Baek 等人(2009)在“近裸”小鼠的 Hr 基因中发现了 402A-G 转变,这是一种自发产生的突变体。还预测该突变会导致去除第二个 uORF。这两种突变对应于Wen 等人在 Marie Unna 遗传性少毛症患者中上游 ORF2 中鉴定的突变(2009)(参见,例如,619257.0001)。

在 MUHH 的“贫乏”小鼠模型中,Kim 等人(2010)表明 403T-A 突变通过翻译去阻遏导致 Hr 过表达,进而降低 Sfrp2( 604157 )的表达,Sfrp2是 Wnt 信号通路的抑制剂。他们得出结论,通过 Wnt 信号通路的异常上调,HR 功能获得也会导致脱发,如 HR 功能丧失所见。

▼ 等位基因变体( 5 精选示例):
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.0001 庸人自扰 4
HRURF, 2T-C
根据 HR 基因( 602302 )翻译起始位点的编号,该突变被称为 -320T-C(Kim 等,2010)。

在患有少毛症 4(HYPT4; 146550 ),也称为 Marie Unna 遗传性少毛症-1(MUHH1) 的汉族大家庭的受影响成员中,Wen 等人(2009)鉴定了 HRURF 基因起始密码子中 c.2T-C 转换的杂合性,他们将其鉴定为 HR 基因的 5-prime UTR 中的 ORF,并命名为 U2HR。在Lefevre 等人先前报道的患有 MUHH 的美国家庭的受影响成员中也发现了该突变(2000)和Cichon 等人先前报道的 MUHH 的比利时家庭(2000),但未在任何未受影响的家庭成员或 617 个无关的汉族对照中发现。功能分析表明,该突变导致主要 HR 生理 ORF 的翻译增加。

在 4 代土耳其血统的 8 名受影响成员中,眉毛和体毛稀疏,但头皮毛发相对正常,Mansur 等人(2010)在 U2HR 基因的起始密码子中发现了相同的杂合 c.2T-C 突变,导致了met1 到 thr(M1T) 的替换,Wen 等人在 3 个患有 Marie Unna 少毛症的家庭中发现了这一点.(2009)。

在白种人 MUHH 家族中,首先由Sreekumar 等人描述(2000) , Kim 等人(2010)在 U2HR 中发现了相同的 c.2T-C 转换,他们根据 HR 基因的翻译位点将其称为 -320T-C,如Wen 等人(2009)在一个中国家庭中发现。

.0002 白痴 4
HRURF, GLN3TER
在Sreekumar 等人先前报道的患有 Marie Unna 少毛症(HYPT4; 146550 )的英国家庭的受影响成员中(2000),文等(2009)确定了 HRURF 基因中 c.7C-T 转换的杂合性,他们将其称为 U2HR。在未受影响的家庭成员或 617 个不相关的汉族对照中未发现该突变,该突变导致高度保守残基的 gln3-to-ter(Q3X) 取代。功能分析表明,该突变导致主要 HR 生理 ORF 的翻译增加。

.0003 白痴 4
HRURF, PRO25ALA
在 Marie Unna 少毛症(HYPT4; 146550 )的 3 个家庭的受影响成员中,包括Sreekumar 等人先前报道的一个意大利家庭和一个荷兰家庭(2000),以及Cichon 等人先前报道的一个英国家庭(2000),文等(2009)确定了 HRURF 基因中 c.73C-G 颠换的杂合性,他们将其称为 U2HR。在未受影响的家庭成员或 617 个不相关的汉族对照中未发现该突变,该突变导致 pro25-to-ala(P25A) 在高度保守的残基处被取代。功能分析表明,该突变导致主要 HR 生理 ORF 的翻译增加。

.0004 白痴 4
HRURF, TER35TRP
在 2 个 Marie Unna 少毛症(HYPT4; 146550 )中国家庭的受影响成员中,Scheper 等人先前报道了其中 1 个(2007) , Wen et al.(2009)确定了 HRURF 基因中 c.104A-G 转换的杂合性,他们将其称为 U2HR。该突变导致 ter35 到 trp(X35W) 替换,预计会导致框内 U2HR-HR 融合 ORF(Ter35Trpext1163Ter),在未受影响的家庭成员或 617 个无关的汉族对照中未发现。功能分析表明,该突变导致具有更高分子量的主要 HR 生理 ORF 的翻译增加。

.0005 纨绔子弟 4
HRURF, 3G-A
在Unna(1925)描述的具有 Marie Unna 少毛症(HYPT4; 146550 )的原始家庭成员的曾孙女中,Redler 等人(2011)确定了 HRURF 基因(U2HR) 中 c.3G-A 转换的杂合性,导致了met1-to-ile(M1I) 取代。在 2 个未受影响的女儿或一个未受影响的孙子中未发现该突变。