MUS81 结构特异性核酸内切酶亚基; MUS81

MUS81，酿酒酵母，同源物
SLX3，酵母，同源物；SLX3

HGNC 批准的基因符号：MUS81

细胞遗传学位置：11q13.1 基因组坐标（GRCh38）：11:65,860,243-65,867,652（来自 NCBI）

▼ 描述

MUS81 是 XPF（ERCC4; 133520）核酸内切酶家族的成员，与 EME1（610885）形成复合物。MUS81-EME1 复合物在停滞的复制叉处切割 DNA 结构，随后通过同源重组进行修复（Ho 等人的总结，2016）。

▼ 克隆和表达

Chen等人通过寻找与S. pombe和S. cerevisiae Mus81相似的序列，然后使用小脑cDNA文库进行PCR（2001）克隆了酵母 Mus81 的人类同源物。人MUS81的开放解读码组预测翻译产物由551个氨基酸组成，分子量为59 kD。预测的蛋白质与裂殖酵母的Mus81有25%的同一性。人类、小鼠、裂殖酵母和芽殖酵母蛋白的序列比对表明，VERKX3D 基序周围的相似性最高，该基序在 XPF 核酸酶家族中是保守的。该蛋白 N 和 C 末端的螺旋-发夹-螺旋 DNA 结合结构域似乎也是保守的。Northern 印迹分析表明，MUS81 mRNA 在多种人类细胞类型和细胞系中普遍表达。

▼

陈测绘等（2001）通过FISH将MUS81基因定位到染色体11q13，并通过基因组序列分析证实了定位。

▼ 基因功能

陈等人（2001）表明 MUS81 具有针对结构特异性寡核苷酸底物（包括合成霍利迪连接体）的相关核酸内切酶活性。MUS81 相关核酸内切酶通过仅在极性相同的链上切割连接点，将霍利迪连接点解析为线性双链体。此外，在接触阻断 DNA 复制的试剂后，细胞中的 MUS81 蛋白丰度增加。总而言之，这些发现表明 MUS81 在解决当 DNA 复制因损伤或核苷酸耗尽而受阻时出现的霍利迪连接中发挥作用。作者指出，MUS81 在序列上与先前表征的霍利迪连接体解析酶无关，并且它具有独特的酶特性，表明它使用一种新的酶促策略来裂解霍利迪连接体。

西西亚等人（2003）表明重组MUS81与重组EME1和EME2相互作用（610886）。EME1/MUS81 异二聚体显示出针对 3 素瓣和复制叉底物的 DNA 核酸内切酶活性，但针对张开臂和霍利迪连接体底物的活性要低得多。单独的 EME1 和 MUS81 均未表现出核酸酶活性。

西西亚等人（2007）发现 EME2/MUS81 异二聚体表现出针对 3 素瓣和八字臂底物的 DNA 核酸内切酶活性。

曾等人（2009）表明，MUS81 有助于替代性延长端粒（ALT）途径，从而在利用 ALT 途径的端粒酶阴性人类癌细胞系中维持端粒长度。仅在 ALT 细胞中，MUS81 定位于 PML（102578）阳性核体和端粒 DNA，端粒 DNA 在同步 ALT 细胞的细胞周期 G2 期富集。通过 ALT 细胞中的短发夹 RNA 消除 MUS81 会导致 ALT 特异性重组减少、S 期和增殖缺陷以及端粒信号丢失。MUS81 不参与非 ALT 细胞系的整体端粒维持。突变分析表明，MUS81 的核酸内切酶活性是基于重组的 ALT 细胞存活所必需的。免疫共沉淀分析和质谱分析表明，MUS81 与 TRF2（TERF2；602027）以及 EME1 相互作用。MUS81与TRF2的相互作用抑制了MUS81的核酸酶活性；染色质免疫沉淀分析表明，MUS81 与 TRF2 的结合干扰了 MUS81 与 DNA 的结合。曾等人（2009）得出结论，MUS81 至少部分通过端粒同源重组参与维持 ALT 细胞存活。

韦克斯勒等人（2011）使用 Bloom 综合征（210900）细胞（其中 BLM 基因（604610）失活）来分析因已知的霍利迪连接体溶解/分解途径而受损的人类细胞。韦克斯勒等人（2011）表明，布卢姆综合征细胞中 MUS81 和 GEN1（612449）或 SLX4（613278）和 GEN1 的缺失会导致严重的染色体异常，使得姐妹染色单体以并排排列方式保持互连，并且染色体被拉长和分段。韦克斯勒等人（2011）的结论是，正常复制的人类细胞需要霍利迪连接体处理活动，以防止姐妹染色单体缠结，从而确保准确的染色体浓缩。当布卢姆综合征细胞中的 MUS81 和 SLX4 都被耗尽时，这种表型并不明显。表明 GEN1 可以弥补它们的缺失。此外，韦克斯勒等人（2011）表明，MUS81 或 SLX4 的缺失降低了布卢姆综合征细胞中姐妹染色单体交换的高频率，这表明 MUS81 和 SLX4 促进姐妹染色单体交换的形成，最终可能导致染色体不稳定，从而导致与布卢姆综合征相关的早发癌症。

梅尔等人（2015）表明，断裂的叉修复最初使用容易出错的 Pol32（参见 POLD3，611415）依赖性合成，但诱变合成仅限于 Mus81 核酸内切酶和会聚叉断裂后的几千碱基范围内。Mus81 抑制同源序列和不同的人类 Alu 重复元件之间的模板转换，突出了其对于高度重复基因组稳定性的重要性。梅尔等人（2015）提出，缺乏及时聚合叉或 Mus81 可能会促进癌症中观察到的基因组不稳定。

通过免疫组织化学分析，Ho 等人（2016）表明小鼠和人类前列腺癌细胞系将基因组 DNA 释放到细胞质中。抑制 MUS81 可以防止脱落。大多数癌症组织中核 MUS81 病灶升高，但同一患者的健康组织中则没有升高。MUS81病灶和胞质双链DNA从增生期到临床II期前列腺癌增加，然后在III期减少。Mus81 在小鼠胚胎成纤维细胞以及小鼠和人前列腺癌细胞中的过度表达会增加 IRF3（603734）的磷酸化和 IRF3 靶基因的表达。胞质 DNA 的增加增加了 IFNB（147640）的表达。I 型干扰素的表达取决于前列腺癌细胞中 STING（TMEM173；612374）的存在。Mus81 和 Sting 有助于小鼠体内 I 型干扰素和 T 细胞依赖性前列腺癌细胞排斥。何等人（2016）得出结论，MUS81 增强先天性和适应性抗癌免疫反应。

MUS81-EME1 结构特异性核酸内切酶在复制应激后促进常见脆弱位点（CFS）出现染色体间隙或断裂。米诺切尔霍姆吉等人（2015）表明细胞进入有丝分裂前期会触发 MUS81 招募到 CFS。然后，MUS81 的核酸酶活性促进 CFS 上 POLD3 依赖性 DNA 合成，从而最大限度地减少染色体错误分离和不分离。米诺切尔霍姆吉等人（2015）提出，早期有丝分裂中不完全重复基因座的尝试浓缩可作为人类细胞中 CFS 基因座完成 DNA 复制的触发因素。鉴于这种 POLD3 依赖性有丝分裂 DNA 合成在表现出本质上高水平的染色体不稳定性（CIN+）和复制应激的非整倍体癌细胞中得到增强，

▼ 动物模型

McPherson 等人（2004）使用基因打靶来研究哺乳动物中 Mus81 的生理需求。Mus81缺失小鼠能够存活并具有生育能力，这表明哺乳动物Mus81对于减数分裂相关的重组过程并不是必需的。Mus81 缺陷小鼠和细胞对 DNA 交联剂丝裂霉素 C 过敏，但对 γ 辐射不敏感。值得注意的是，纯合 Mus81 缺失小鼠和杂合 Mus81 +/- 小鼠均表现出相似的自发染色体损伤易感性，以及对淋巴瘤和其他癌症的深刻且相同的易感性。麦克弗森等人（2004）得出的结论是，他们的研究证明了哺乳动物 Mus81 的正确双等位基因表达在维持基因组完整性和抑制肿瘤方面发挥着关键作用。