微型染色体维持复合物成分 8; MCM8

HGNC 批准的基因符号：MCM8

细胞遗传学定位：20p12.3 基因组坐标（GRCh38）：20:5,950,651-6,000,940（来自 NCBI）

▼ 描述

MCM8 属于微型染色体维持（MCM） 蛋白家族。所有 MCM 均含有保守的解旋酶结构域，该结构域具有锌指基序以及 Walker A 和 B ATP 水解基序（Lutzmann 等人总结，2012）。

▼ 克隆与表达

Gozuacik 等人通过检查乙型肝炎病毒在肝细胞癌 DNA 中的整合位点。Gozuacik 等人（2003） 在 20 号染色体上鉴定了一个类似 MCM 的序列。使用 PCR 和根据该基因组序列设计的引物，然后进行 5-prime 和 3-prime RACE，Gozuacik 等人（2003） 从肝脏 cDNA 文库中克隆了全长 MCM8 cDNA。推导的 840 个氨基酸的蛋白质具有包含 MCM 特征序列和 Walker A 型 NTP 结合位点的 MCM 结构域。它还具有锌指图案。MCM8 与其他 MCM 具有 21.3% 至 26.5% 的氨基酸同一性，其中包含 MCM 结构域的中心 210 个氨基酸的保守性最高。Western blot 分析检测到 HeLa 细胞中表达的内源性 MCM8，表观分子质量为 95 kD。蛋白质印迹分析在正常成纤维细胞和几种肿瘤来源的人类细胞系以及正常肝脏和骨骼肌中检测到相同的蛋白质。共聚焦显微镜将内源性 MCM8 主要定位于成纤维细胞和 HeLa 细胞的细胞核。由于 MCM8 缺乏核定位信号，Gozuacik 等人（2003） 假设 MCM8 通过与其他蛋白质相互作用而靶向细胞核。

通过在 EST 数据库中搜索 MCM7（600592） 的同源物，Johnson 等人（2003） 确定了 MCM8。推导的 840 个氨基酸蛋白质的计算分子量约为 92 kD。MCM8 的 N 端 250 个氨基酸与其他 MCM 的 N 端不同。通过 SDS-PAGE，MCM8 迁移，表观分子量约为 100 kD。约翰逊等人（2003） 在果蝇、蛔虫和拟南芥中鉴定出与 MCM8 具有显着相似性的蛋白质，但在酵母或低等生物中没有发现任何蛋白质。RT-PCR检测到胎盘、肺和胰腺中表达最高，脑中表达较低，骨骼肌和肾脏中表达很少或没有。RT-PCR 还检测到所有检查的肿瘤组织中的表达。在结肠腺癌中，MCM8 表达相对于正常结肠组织降低。

Tenenbaum-Rakover 等人使用 IGROV-1 卵巢癌细胞系（2015）证实MCM8在卵巢组织中表达。

▼ 基因结构

Johnson 等人（2003） 确定 MCM8 基因包含 19 个外显子，跨度约为 44 kb，并且与 GCD10 基因处于头对头方向（608188）。与 GCD10 共享的 5 素非翻译区包含一个 CpG 岛和一个假定的 CCAAT 元件，该元件距离 GCD10 起始点不到 30 bp，但缺少任一基因的 TATA 框。SP1（189906）、ETS1（164720）、E2F1（189971） 和 PURA（600473） 都有假定的结合位点。

▼

通过基因组序列分析进行绘图，Gozuacik 等人（2003） 将 MCM8 基因定位到染色体 20p13-p12.3。约翰逊等人（2003） 确定 MCM8 与染色体 20p13-p12.3 上的 GCD10 基因处于头对头方向。

▼ 基因功能

通过流式细胞术和 Northern blot 分析，Gozuacik 等人（2003） 确定，成纤维细胞系从 G0 停滞释放后，在细胞周期的 G1 期期间，MCM8 mRNA 表达增加，并且 MCM8 mRNA 积累继续进入 S 和 G2/M 期。MCM8 的一部分与染色质相关，这种关联在复制叉建立后的早期 S 期开始。与 MCM3（602693） 不同，MCM8 不与 G1 期染色质结构结合。

Johnson 等人通过免疫共沉淀、离子色谱和甘油梯度离心 HeLa 细胞 MCM 蛋白（2003） 发现 MCM8 既作为未结合蛋白存在，又与潜在解旋酶复合物的成分相关，包括 MCM4（602638）、MCM6（601806） 和 MCM7。

通过共免疫沉淀分析，Lutzmann 等人（2012） 表明小鼠和人类 MCM8 和 MCM9（610098） 在小鼠睾丸、小鼠胚胎成纤维细胞（MEF） 和人类细胞系中相互作用。任何一种蛋白质的敲低都会使另一种蛋白质不稳定，而另一种蛋白质的过度表达则使另一种蛋白质稳定。人类 U2OS 细胞中任何一种蛋白质的缺失都会降低复制应激条件下的生长和同源重组（HR） 效率。

▼ 分子遗传学

卵巢早衰 10

AlAsiri 等人在患有高促性腺激素原发性闭经（POF10; 612885） 的 3 名沙特阿拉伯姐妹中，对应到 20p13-p12.3（2015） 鉴定了 MCM8 基因（P149R; 608187.0001） 中的错义突变的纯合性，该突变与家族中的疾病分离，但在 200 名生育妇女中未发现该突变。功能分析表明，与野生型 MCM8 相比，P149R 突变体的 DNA 结合亲和力降低且染色体断裂修复缺陷。

Tenenbaum-Rakover 等人通过对 2 个患有原发性性腺衰竭的不相关近亲阿拉伯家庭进行全外显子组测序（2015） 鉴定了 MCM8 基因突变的纯合性：第一个家族（608187.0002） 中存在剪接位点突变，第二个家族中 MCM8 基因（608187.0003） 中存在 2 bp 插入。每个突变都与各自家族中的疾病分离，并且在 100 个种族匹配的对照中没有发现这两种突变。

关联待确认

有关 MCM8 基因变异与自然绝经年龄之间可能关联的讨论，请参阅 612885。

▼ 动物模型

卢兹曼等人（2012）发现Mcm8 -/- 小鼠和Mcm9 -/- 小鼠是可存活的，但所有Mcm8 -/- 雄性和雌性以及所有Mcm9 -/- 雌性都是不育的。Mcm9 -/- 雄性生育力低下。Mcm8 -/- 睾丸凋亡，精母细胞显示出持续的 DNA 损伤和未突触的染色体。该缺陷似乎是由于 HR 错误和前期 1 阻断所致。Mcm8 -/- 卵巢的卵泡在早期阶段畸形并显示出细胞凋亡的迹象。成年Mcm8 -/- 雌性中卵泡缺失，老年Mcm8 -/- 雌性的卵巢出现腺瘤和颗粒细胞瘤。Mcm8 -/- 和 Mcm9 -/- MEF 的生长速度都比野生型慢，并且遗传不稳定，并且它们会积累微核和染色体断裂，这是未修复的双链断裂的标志。Mcm8 -/- 和 Mcm9 -/- MEF 均表现出对 DNA 聚合酶抑制的有缺陷的复制应激反应。野生型（而非敲除型）MEF 在药物释放后恢复生长。在敲除MEF中，由于HR因子（例如Mre11（MRE11A；600814）、Rpa（参见179835）和Rad51（179617））募集缺陷，HR对复制叉的拯救受到损害。敲除 MEF 也比野生型对电离辐射更敏感，并且缺乏 Mcm8 或 Mcm9 会导致另一种蛋白质的丢失。

▼ 等位基因变异体（3 个选定示例）：.

0001 卵巢早衰 10
MCM8、PRO149ARG
AlAsiri 等人在 3 名患有原发性闭经和高促性腺激素性卵巢功能衰竭的姐妹中（POF10; 612885）（2015） 鉴定了 MCM8 基因中 c.446C-G 颠换的纯合性，导致 N 端 DNA 结合域中高度保守的残基发生 pro149 到 arg（P149R） 的取代。该突变以杂合性存在于其未受影响的第一代表亲父母和 3 个未受影响的同胞中；在 200 名生育女性、外显子组变异服务器或 1000 基因组计划数据库中均未发现该基因。暴露于丝裂霉素 C 后的 DNA 修复能力测定表明，患者成纤维细胞中的染色体断裂比来自杂合家庭成员的成纤维细胞多 8 至 10 倍，在大多数突变纯合的细胞中观察到多种复杂的染色体畸变；作者还注意到，与野生型相比，杂合成纤维细胞的断裂数量显着增加。对转染 HEK293 细胞的研究表明，与野生型细胞相比，表达突变型 MCM8-GFP 蛋白构建体的细胞核中形成的含 MCM8 复合物明显更少；GFP 荧光在整个细胞核和细胞质中也更加弥散，表明突变体抑制 MCM8 募集到 DNA 损伤位点。此外，与野生型相比，P149R 突变体 MCM8 对单链 DNA（ssDNA） 的 DNA 结合亲和力显着降低。对转染 HEK293 细胞的研究表明，与野生型细胞相比，表达突变型 MCM8-GFP 蛋白构建体的细胞核中形成的含 MCM8 复合物明显更少；GFP 荧光在整个细胞核和细胞质中也更加弥散，表明突变体抑制 MCM8 募集到 DNA 损伤位点。此外，与野生型相比，P149R 突变体 MCM8 对单链 DNA（ssDNA） 的 DNA 结合亲和力显着降低。对转染 HEK293 细胞的研究表明，与野生型细胞相比，表达突变型 MCM8-GFP 蛋白构建体的细胞核中形成的含 MCM8 复合物明显更少；GFP 荧光在整个细胞核和细胞质中也更加弥散，表明突变体抑制 MCM8 募集到 DNA 损伤位点。此外，与野生型相比，P149R 突变体 MCM8 对单链 DNA（ssDNA） 的 DNA 结合亲和力显着降低。

.0002 卵巢早衰 10
MCM8、IVS14、GA、-1（rs138761187）
Tenenbaum-Rakover 等人发现，来自阿拉伯近亲家庭的一对姐妹患有性腺功能衰竭（POF10; 612885）（2015） 鉴定了 MCM8 基因内含子 14 中剪接位点突变（c.1954-1G-A, NM_001281520.1） 的纯合性。他们的父母都有青春期延迟的病史，还有一个健康的兄弟是这种突变的杂合子，而在 100 个种族匹配的对照中没有发现这种突变。外显子组变体服务器中 1/8,599（0.012%） 的欧洲美洲外显子组和 0/4,066 非洲裔美国人外显子组以及千人基因组计划数据库中的 1/4,545（0.022%） 基因组中报告了 MCM8 c.1954-1G-A 剪接位点突变（rs138761187）。cDNA 分析表明突变等位基因产生 3 种不同的转录本。最大的，仅比野生型短 1 bp，占替代转录本的 35%，基于外显子 15 中的替代剪接位点 1 核苷酸，导致移码导致过早终止密码子（Val652TrpfsTer6）。第二个转录本（10%） 基于外显子 15 中 39 个核苷酸的可变剪接位点，预计会导致外显子 15（Val652_Gln664del） 的前 13 个氨基酸的框内删除。最小但最丰富的转录本（55%） 是通过完全跳过外显子 15 产生的，产生 70 个氨基酸的框内删除（Val652_Glu721del）。定量 RT-PCR 显示，与野生型对照相比，患者白细胞中 MCM8 mRNA 的量减少了 3 倍。

.0003 卵巢早衰 10
MCM8、2-BP INS、1469TA
在 3 名姐妹和 2 名患有原发性高促性腺激素性性腺功能减退症的女性表兄弟姐妹中（POF10；612885），Tenenbaum-Rakover 等人（2015） 鉴定了 MCM8 基因中 2 bp 插入（c.1469-1470insTA, NM_001281520.1） 的纯合性，导致移码，预计会导致提前终止密码子（Leu491IlefsTer88）。未受影响的父母、未受影响的阿姨和未受影响的兄弟都是突变杂合子，而在 100 个种族匹配的对照中未发现这种突变。外周淋巴细胞的染色体不稳定性研究表明，与野生型对照相比，纯合子中每个细胞的断裂数量显着增加。