驱动蛋白家族成员 3B; KIF3B

  • KIAA0359

HGNC 批准的基因符号:KIF3B

细胞遗传学位置:20q11.21 基因组坐标(GRCh38):20:32,277,650-32,335,010(来自 NCBI)

▼ 克隆和表达

在真核细胞中,蛋白质和脂质被每个细胞器或蛋白质复合物以不同的速度分类并转移到正确的目的地。驱动蛋白超家族蛋白是参与这些过程的分子运动超家族,沿着微管输送它们自己的货物。长濑等人(1997) 克隆了 KIF3B 基因,他们将其称为 KIAA0359,它是小鼠激酶超家族 3B 基因的人类同源物(Yamazaki 等人,1995)。人类 KIF3B 基因编码 747 个氨基酸的蛋白质,与小鼠 Kif3b 蛋白质具有 98% 的同一性。RT-PCR 分析显示 KIF3B 基因在所有测试的人体组织中普遍表达。

▼ 测绘

通过辐射混合面板的分析,Nagase 等人(1997) 将 KIF3B 基因对应到 20 号染色体。 Gross(2012) 根据 KIF3B 序列(GenBank BC136310) 与基因组序列(GRCh37) 的比对,将 KIF3B 基因对应到染色体 20q11.21。

▼ 基因功能

使用免疫沉淀分析,Alsabban 等人(2020) 发现 Kif3a(604683)、Kif3b 和 Kap3(601836) 在小鼠大脑中作为复合体与 Nr2a(GRIN2A; 138253) 和 Apc(611731) 相互作用。Kif3b 对于海马神经元中 Nr2a 和 Nr2b(138252) 的突触后定位至关重要,并且参与树突中 Nr2a 的转运,但不参与 Nr2b 的转运。作者发现,在精神分裂症患者(见 181500)中发现的一种罕见的 KIF3B 无义突变(arg354 至 ter)功能受损,因为它无法恢复小鼠 Kif3b +/- 神经元中的脊柱形态和表面 Nr2a 水平。

▼ 命名法

Lawrence 等人(2004) 提出了基于 14 个家族名称的标准化驱动蛋白命名法。在该系统下,KIF3B 属于驱动蛋白-2 家族。

▼ 分子遗传学

对于一名患有色素性视网膜炎(RP89; 618955) 的 5 岁男孩,Cogne 等人(2020) 鉴定了 KIF3B 基因中的从头错义突变的杂合性(E250Q; 603754.0001)。通过 GeneMatcher,作者在 KIF3B(L523P;603754.0002) 中发现了另一个错义突变,该突变在患有常染色体显性 RP 的第 6 代德系犹太人家族中与疾病分离。两个家族的受影响成员表现出一些与纤毛病一致的特征,例如多指畸形和肾脏或肝脏疾病。功能分析表明,这些突变导致初级纤毛长度增加和视紫红质转移受损(RHO;180380)。

▼ 动物模型

通过基因打靶,Nonaka 等人(1998) 破坏了小鼠 Kif3b 基因。无效突变体在妊娠中期后无法存活,表现出生长迟缓、心包囊膨胀和神经管解体。值得注意的是,心脏循环和胚胎转动方向的左右不对称是随机的。Lefty2(601877) 表达为双侧或不表达。此外,该节点缺乏单纤毛,而存在基体。免疫细胞化学揭示 Kif3b 定位于野生型结节纤毛中。视频显微镜显示这些纤毛是活动的并产生向左流动。

阿尔萨班等人(2020) 发现 Kif3b +/- 小鼠在行为和组织学上表现出类似精神分裂症的表型。Kif3b +/-小鼠的海马神经元的脊柱形态和突触功能发生了改变,并且在细胞水平上,它们表现出异常的生长锥形态。

科涅等人(2020) 对 98 只患有隐性进行性视网膜萎缩的孟加拉猫进行了一项全基因组关联研究。Kif3b 基因中的错义突变(A334T) 预计会损害驱动蛋白运动结构域,是与疾病分离的唯一变异。作者早在 8 周龄时就观察到 Kif3b -/- 突变小猫的视紫质错误定位到光感受器内节,这与结构和功能性光感受器退化一致。

▼ 等位基因变异体(2 个选定示例):.

0001 色素性视网膜炎 89
KIF3B、GLU250GLN
Cogne 等人在一名患有色素性视网膜炎(RP89; 618955) 的 5 岁男孩(A 族)中(2020) 鉴定了 KIF3B 基因外显子 2 中从头 c.748G-C 颠换(c.748G-C, NM_004798.4) 的杂合性,导致驱动蛋白运动结构域内高度保守的残基处发生 glu250 至 gln(E250Q) 取代。在他未受影响的父母或 gnomAD 数据库中均未发现该突变。对患者成纤维细胞的分析表明,与年龄匹配的对照成纤维细胞相比,初级纤毛长度显着增加。此外,与野生型 KIF3B 相比,E250Q 突变体转染的 hTERT-RPE1 细胞中的纤毛长度增加了 9%(p 小于 0.01)。注射E250Q突变体的斑马鱼胚胎显示出显着的致死率,最高的非致死剂量会导致眼部面积显着且呈剂量依赖性减少;共注射野生型 KIF3B mRNA 使眼睛大小恢复正常。此外,与野生型 KIF3B 相比,注射突变体的幼虫视网膜切片中的凋亡细胞有适度但显着的增加。受精后 5 天(dpf) 时视网膜切片中视紫红质(RHO; 180380) 定位的评估显示,与野生型相比,E250Q 突变体视杆内节中的视紫红质显着增加;与野生型共注射挽救了视紫红质错误定位缺陷。对 5-dpf 视网膜中纤毛标记的分析显示,与野生型 KIF3B 相比,连接纤毛与突变体的光感受器显着伸长。除了RP之外,

.0002 色素性视网膜炎 89
KIF3B、LEU523PRO
Cogne 等人在患有常染色体显性遗传性视网膜色素变性(RP89; 618955) 的第 6 代德系犹太人家族(B 家族)的受影响成员中(2020) 鉴定了 KIF3B 基因外显子 4 中 c.1568T-C 转变(c.1568T-C, NM_004798.4) 的杂合性,导致卷曲螺旋结构域内高度保守的残基处由 leu523 变为 pro(L523P)。该突变不存在于未受影响的家庭成员或 gnomAD 数据库中。转染 hTERT-RPE1 细胞的功能分析显示,与野生型 KIF3B 相比,L523P 突变体的纤毛长度增加了 13%(p 小于 0.0001)。对受精后 5 天(dpf) 斑马鱼幼虫视网膜切片中视紫红质(RHO; 180380) 定位的评估显示,与野生型相比,L523P 突变体视杆内节中的视紫红质显着增加;与野生型共注射挽救了视紫红质错误定位缺陷。对 5-dpf 视网膜中纤毛标记的分析显示,与野生型 KIF3B 相比,连接纤毛与突变体的光感受器显着伸长。一些受影响的家庭成员还表现出纤毛病的特征,包括轴后多指或肾脏疾病。