端粒重复结合花束形成蛋白 1; TERB1

  • 卷曲螺旋结构域含有蛋白质 79;CDC79

HGNC 批准的基因符号:TERB1

细胞遗传学位置:16q22.1 基因组坐标(GRCh38):16:66,754,640-66,802,025(来自 NCBI)

▼ 描述

在减数分裂前期,同源染色体的配对和突触依赖于端粒介导的染色体沿核膜(NE)的运动。TERB1 是一种减数分裂特异性 MYB(189990) 结构域蛋白,在染色体运动所需的减数分裂端粒复合体的组装中发挥作用(Shibuya et al., 2014)。

▼ 克隆与表达

涩谷等人孤立地(2014)和丹尼尔等人(2014)克隆小鼠Terb1。涩谷等人(2014) 报道推导的 767 个氨基酸的蛋白质包含 2 个 N 端犰狳重复序列、一个中央卷曲螺旋基序和一个 C 端 MYB 结构域。他们通过数据库分析鉴定出人类 TERB1,它编码推导的 727 个氨基酸的蛋白质。丹尼尔等人(2014) 报道小鼠 Terb1 含有 768 个氨基酸,与人 TERB1 具有 72% 的氨基酸一致性。TERB1 在脊椎动物中是保守的。Shibuya 等人使用 RT-PCR(2014)和丹尼尔等人(2014)表明Terb1在减数分裂前期的小鼠睾丸和胚胎卵巢中特异性表达。免疫荧光分析显示,Terb1 在减数分裂前期位于小鼠精母细胞和胎儿卵母细胞的染色体末端,

▼ Mapping

Gross(2017) 根据 TERB1 序列(GenBank BC126109) 与基因组序列(GRCh38) 的比对,将 TERB1 基因对应到染色体 16q22.1。

▼ 基因功能

Shibuya 等人使用酵母 2-杂交筛选小鼠睾丸 cDNA 文库(2014) 发现小鼠 Terb1 的 C 端区域与端粒结合蛋白 Trf1(TERF1; 600951) 和减数分裂特异性粘连蛋白亚基 Sa3(STAG3; 608489) 相互作用。突变分析表明,Terb1 的氨基酸 523 至 669 与 Trf1 相互作用,并且是端粒靶向所必需的。Terb1 C 末端(包括 Myb 结构域)的丢失会减少与 Sa3 的相互作用以及端粒处粘连蛋白的富集。候选基因方法揭示了 Terb1 和 Sun1(607723)(一种内核膜蛋白)的 N 末端之间的相互作用。免疫荧光分析表明,Sun1 的端粒积累需要 Terb1。此外,Kash5(CCDC155)(Sun1 相互作用子)和 dynactin p150 亚基(DCTN1;601143)(Kash5 相互作用子),在没有 Terb1 的情况下未能在 NE 处积累。基于这些发现和 Terb1 缺陷小鼠的发现(参见动物模型),Shibuya 等人(2014) 得出的结论是,TERB1 是一种减数分裂特异性蛋白,在 NE 上减数分裂端粒复合体的组装中发挥作用,促进染色体组织和运动,以实现同源配对、突触和重组。

Daniel 等人使用免疫荧光分析(2014) 证明了小鼠精母细胞中 Terb1 与 Trf1 和 Sun1 的共定位。Terb1 与端粒的关联不依赖于 Sun1 和端粒-NE 附着,表明 Terb1 可能位于端粒 DNA 和 Sun1 之间。Terb1 招募到端粒需要减数分裂粘连蛋白 Smc1b(608685)。丹尼尔等人(2014) 得出的结论是,TERB1 是一种减数分裂特异性端粒相关蛋白,参与减数分裂端粒功能。

在间期期间,端粒 DNA 被保护蛋白复合物加帽并防止降解(参见 600951)。Shibuya 等人使用蛋白质相互作用测定和突变小鼠的睾丸或精母细胞(2015) 发现由 Majin(617130)、Terb1 和 Terb2(617131) 组成的复合物从 Shelterin 接管端粒染色体 DNA,并建立端粒与内核膜的附着,他们将这一过程称为端粒帽交换。Majin 通过其跨膜结构域为 Majin-Terb1-Terb2 复合物提供膜附着,并通过其近膜碱性区域提供 DNA 结合。端粒帽交换需要细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK;参见 116940)活性和 Majin DNA 结合活性。

▼ 分子遗传学

在 2 名患有生精障碍的不育西班牙兄弟中,其特征是由于成熟停滞(SPGF60;619646)而导致非梗阻性无精症,Krausz 等人(2020) 鉴定了 TERB1 基因中 2 bp 缺失(617332.0001) 和无义突变(R605X; 617332.0002) 的复合杂合性。这些突变随疾病而分离,并且在 gnomAD 数据库中未发现。通过对另外 2 组成熟停滞的不育男性(73 名来自 GEMINI 研究和 57 名来自 MERGE 研究)进行有针对性的查找,作者确定了第三名成熟停滞的不育男性,他是 TERB1 中 A79V 变异的纯合子,该变异存在于 gnomAD 数据库中,次要等位基因频率为 0.0000128。后一位患者没有报告家庭隔离情况。

通过询问来自近 500 名患有非梗阻性无精症的不育男性的 GEMINI 和 MERGE 队列的现有数据,Salas-Huetos 等人(2021) 鉴定了 2 名不相关的男性,其 TERB1 基因存在纯合突变:其中 1 名来自 GEMINI 队列,E326G 替换纯合,该替换在 gnomAD 数据库 v2.1.1 和 v3 中以杂合性存在,次要等位基因频率分别为 8.27 x 10(-5) 和 7.68 x 10(-5);MERGE 队列中的 1 个是无义突变纯合子(S568X;617332.0003),在 gnomAD 数据库 v2.1.1 或 v3 中未发现该突变。没有报道家庭隔离。作者还确定了患有非梗阻性无精症和 TERB2(617131) 和 MAJIN(617130) 基因突变的患者,与 TERB1 一起形成三联减数分裂端粒复合体(MTC);他们得出的结论是,人类 3 个 MTC 基因中的任何一个受到破坏都可能导致非梗阻性无精症。

▼ 动物模型

涩谷等(2014)发现缺乏Terb1的雄性和雌性小鼠发育正常,但它们的生殖组织缺乏减数分裂后配子并且不育。小鼠精母细胞的免疫荧光原位杂交显示,在 Terb1 缺失的情况下,同源配对受到损害。Terb1 缺陷的精母细胞和胚胎卵母细胞也表现出端粒脱离表型,Terb1 缺陷的精母细胞的实时成像显示减数分裂期间染色体运动受损。

▼ 等位基因变异体(3 个选定的示例):

.0001 生精失败 60
TERB1、2-BP DEL、NT289
在 2 名不育的西班牙兄弟(10-200) 中,由于成熟停滞(SPGF60;619646),患有非梗阻性无精症,Krausz 等人(2020) 鉴定了 TERB1 基因突变的复合杂合性:2 bp 缺失(c.289_290del、NM_001136505.2),导致预计会导致过早终止密码子(Leu97ValfsTer7) 的移码,以及 c.1813C-T 转变,导致 arg605 到 ter(R605X; 61733) 2.0002) 替代。他们未受影响的母亲因 2 bp 缺失而为杂合子;无法从他们已故的父亲身上获取 DNA。gnomAD 数据库中未发现这两种变体。

.0002 生精失败 60
TERB1,ARG605TER
用于讨论 TERB1 基因中的 c.1813C-T 转变(c.1813C-T,NM_001136505.2),导致 arg605 到 ter(R605X) 取代,在 2 个不育的西班牙兄弟(10-2) 中以复合杂合状态发现00)由于成熟停滞(SPGF60;619646)而患有非梗阻性无精子症,作者:Krausz 等人(2020),参见 617332.0001。

.0003 生精失败 60
TERB1,SER568TER
在一名 31 岁不育黎巴嫩男子(M2073) 中,他是近亲所生,因成熟停滞而患有非梗阻性无精子症(SPGF60; 619646),Salas-Huetos 等人(2021) 鉴定了 TERB1 基因外显子 16 中 c.1703C-G 颠换(c.1703C-G,NM_001136505.2)的纯合性,导致 ser568 到 ter(S568X) 的取代。在 gnomAD 数据库 v2.1.1 或 v3 中未发现该突变。没有报道家庭隔离。