锌指 CCCH 结构域蛋白 14:ZC3H14

  • ZC3H14 属于聚腺苷酸结合蛋白家族,通过调节 mRNA 稳定性、核输出和翻译来影响基因表达(Kelly 等人,2007)。

▼ 克隆与表达

通过在数据库中搜索酵母多聚腺苷酸结合蛋白 Nab2 的直向同源物,Kelly 等人(2007) 鉴定出人类 ZC3H14。推导的 605 个氨基酸蛋白具有一个 N 末端结构域,后跟一个富含谷氨酰胺的结构域、一个经典的二分核定位信号和 5 个 C3H 型锌指。荧光标记的 ZC3H14 定位于转染的 HeLa 和 HEK 细胞的细胞核。

通过数据库分析,Leung 等人(2009) 鉴定了 ZC3H14 的 4 个剪接变体,其主要区别在于包含外显子 9、10 和 11,以及使用替代翻译起始密码子。Isoform-1 至 -4 的大小范围为 82 至 64 kD,其 N 末端 pro-trp-ile(PWI) 样折叠结构域和 C 末端锌指之间的连接区域不同。Isoform-4 是由内含子 8 替换前 9 个外显子的结果,编码的蛋白质包含 C 端锌指,但扩展的 N 端螺旋结构域取代了核定位信号和 PWI 样区域。小鼠组织的 RT-PCR 显示所有变体均广泛表达。大多数变体也在 HEK293 细胞中表达。荧光标记的 ZC3H14 和含有核定位基序的内源蛋白定位于转染的 HeLa 细胞的核斑点,而 isoform-4 定位于细胞质。HeLa 细胞的蛋白质印迹分析检测到 2 种内源性 ZC3H14 蛋白。

通过数据库分析,Guthrie 等人(2009) 基于与秀丽隐杆线虫 Sut2 基因的同源性,鉴定出了 ZC3H14,他们将其称为 MSUT2。

帕克等人(2011) 在成人和胎儿人脑样本中发现 ZC3H14 的表达。在成年小鼠大脑中,相对于神经胶质细胞,Zc3h14 在海马神经元中富集,并与核斑点中的 Poly(A) RNA 共定位。

▼ 基因功能

Kelly 等人使用凝胶位移和竞争测定法(2007) 表明人 ZC3H14 特异性结合放射性标记的聚(A) RNA。

人类 tau(MAPT; 157140) 在秀丽隐杆线虫神经元中的表达会导致聚集的 tau 积累,从而导致神经变性和不协调运动。格思里等人(2009) 使用这种人类 tau 蛋白病疾病模型来筛选 tau 蛋白神经毒性所需的基因。Sut2 位点的隐性功能丧失突变会抑制线虫 Unc 表型、tau 聚集以及人类 tau 引起的神经退行性变化。格思里等人(2009) 克隆了 Sut2 基因,发现它编码一种在动物门中保守的 CCCH 锌指蛋白新亚型。Sut2 与哺乳动物 SUT2 具有显着的同一性。酵母 2 杂交筛选显示 Sut2 与 Zyg12 结合,Zyg12 是唯一的秀丽隐杆线虫 HOOK 蛋白家族成员(参见 607820)。同样,Sut2 在体外蛋白质结合测定中结合 Zyg12。Zyg12 的缺失导致 Sut2 蛋白显着上调,支持 Sut2 和 Zyg12 之间的联系。Sut2 的人类直向同源物仅与 HOOK2(607824) 结合,表明 Sut2 和 HOOK 家族蛋白之间的相互作用在动物门中可能是保守的。

▼ 基因结构

梁等人(2009)确定ZC3H14基因包含17个外显子。

▼ 测绘

Hartz(2010) 根据 ZC3H14 序列(GenBank AF155107) 与基因组序列(GRCh37) 的比对,将 ZC3H14 基因对应到染色体 14q31.3。

▼ 分子遗传学

Pak 等人在来自 2 个不相关的伊朗近亲家庭的 6 名患有常染色体隐性遗传性智力发育障碍 56(MRT56; 617125) 的男性中(2011) 在 ZC3H14 基因中发现了 2 个不同的纯合突变(613279.0001 和 613279.0002)。通过连锁分析和候选基因测序发现的突变与家族中的疾病分开。这些家庭来自 200 多个伊朗近亲家庭,接受了连锁分析。

▼ 动物模型

帕克等人(2011) 发现 ZC3H14 的果蝇直系同源物 dNab2 对于果蝇的正常发育至关重要。大多数纯合 dNab2 缺失果蝇在蛹期晚期死亡并表现出羽化缺陷。与对照组相比,少数幸存者的寿命缩短,并表现出神经系统缺陷,包括运动能力差和飞行行为异常。dNab2 的缺失导致眼睛中分化神经元的聚腺苷酸尾延长。研究结果表明,dNab2 介导的 RNA poly(A) 尾长控制是正常神经元功能所必需的。

▼ 等位基因变异体(2 个选定示例):

.0001 智力发育障碍,常染色体隐性遗传 56
ZC3H14,ARG154TER

Pak 等人的 3 名兄弟,由伊朗近亲父母(家族 M233)所生,患有常染色体隐性遗传性智力发育障碍 56(MRT56;617125)(2011) 在 ZC3H14 基因的外显子 6 中发现了一个纯合突变,导致 arg154 到 ter(R154X) 的取代。该突变是通过连锁分析和候选基因测序发现的,与该家族中的疾病分离,并且在 1,864 条对照染色体、1000 基因组计划数据库或 330 条伊朗对照染色体中均未发现。预计该突变会破坏普遍表达的较长异构体 1 至 3,但不会破坏富含大脑和睾丸的较短异构体 4。患者来源的细胞显示出缺乏异构体 1 至 3 的免疫染色,细胞核中没有可检测到的蛋白质;在患者细胞的细胞质中检测到异构体 4。

.0002 智力发育障碍,常染色体隐性遗传 56
ZC3H14,25-BP DEL

Pak 等人的 3 个兄弟,由伊朗近亲父母(家族 M168)所生,患有常染色体隐性遗传性智力发育障碍 56(MRT56;617125)(2011) 在位于外显子 16 下游 16 bp 的 ZC3H14 基因中发现了一个纯合的 25 bp 缺失,这是所有 4 个亚型所共有的。该缺失与该家族中的疾病分离,并且在 831 名对照个体中未发现纯合子。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究。