NOVA 替代拼接调节蛋白 2; NOVA2

神经肿瘤腹侧抗原 2
星形细胞 NOVA1 样基因；ANOVA

HGNC 批准的基因符号：NOVA2

细胞遗传学位置：19q13.32 基因组坐标（GRCh38）：19:45,933,734-45,973,865（来自 NCBI）

▼ 描述

NOVA2 基因编码一种 RNA 结合蛋白，在调节 mRNA 选择性剪接中发挥作用。NOVA2 主要在中枢神经系统中表达，与皮质发育过程中参与轴突引导和投射的基因的剪接调节相关（Mattioli 等人的总结，2020）。

▼ 克隆与表达

Ueki 等人通过从粘粒到 19q13.3 上神经胶质瘤肿瘤抑制基因候选区域的外显子扩增（参见 137800）（1997）发现了一个与 NOVA1 基因（602157）部分具有高度同源性的外显子，该外显子编码一种神经元特异性 RNA 结合蛋白，可被副肿瘤综合征抗体抗 Ri 识别。使用该外显子筛选人脑 cDNA 文库，鉴定出与 NOVA1 具有广泛同源性的 1.9 kb cDNA，其中包括 3 个几乎相同的 RNA 结合蛋白亚型特征的 KH 结构域。Northern 印迹显示 2.5 kb mRNA 在大脑中表达，但在其他组织中没有表达。人大脑皮层原位杂交显示 mRNA 表达仅限于星形胶质细胞。植木等人（1997）因此将基因命名为 ANOVA，即星形细胞 NOVA1 样基因。Southern印迹和SSCP分析没有显示该基因在神经胶质瘤中的肿瘤特异性改变，RT-PCR研究显示在神经胶质瘤细胞系中表达，表明ANOVA不是19q神经胶质瘤抑癌基因。作者提出，鉴于 2 个克隆的副肿瘤抗原是神经元 RNA 结合蛋白，并且神经胶质蛋白可能充当副肿瘤抗原，ANOVA 产品可能是一种未定义的人类副肿瘤综合征的目标抗原。

杨等人（1998）通过免疫筛选小鼠皮质脑区域并筛选小细胞肺癌cDNA文库克隆了NOVA2。推导的 492 个氨基酸蛋白与小鼠蛋白有 99% 相同，与 NOVA1 有 75% 相同，3 个 RNA 结合 KH 结构域有 98% 相同。蛋白质印迹分析显示，75 kD 蛋白在小鼠脑中强烈表达，在肺中表达量低得多，在其他组织中无表达。功能分析表明 Nova1 和 Nova2 均以高亲和力与相似的 RNA 配体结合。

▼

Ueki 等人绘制地图（1997）通过粘粒的外显子扩增鉴定了染色体 19q13.3 区域内的 NOVA2 基因。

▼ 基因功能

通过分析 Nova1 -/- 和 Nova2 -/- 小鼠大脑中的选择性剪接，Ule 等人（2005）鉴定了 Nova 依赖性选择性剪接转录本。在 40 个具有明确大脑功能的 Nova 剪接转录本中，34 个编码作用于突触的蛋白质（神经递质受体、阳离子通道、粘附和支架蛋白），以及 8 个编码参与轴突引导的蛋白质。在 35 种已知相互作用伙伴的蛋白质中，有 26 种（74%）彼此相互作用。

乌勒等人（2006）将生物信息学、生物化学和遗传学结合起来，得出了一个 RNA 图谱，描述了 Nova 蛋白调节选择性剪接的规则。该图谱揭示了前体 mRNA 中 Nova 结合位点（YCAY 簇）的位置决定了剪接的结果。该图正确预测了 Nova 抑制或增强外显子包含的效果，这导致 Ule 等人（2006）检查地图和 Nova 的作用机制之间的关系。Nova 与外显子 YCAY 簇的结合改变了前 mRNA 上组装的蛋白质复合物，阻断了 U1 snRNP（180740）结合和外显子包含，而 Nova 与内含子 YCAY 簇的结合增强了剪接体组装和外显子包含。对小鼠大脑中 Nova 调节的转录本的剪接中间体的分析表明，Nova 优先调节含有（或最接近）YCAY 簇的内含子的去除。乌勒等人（2006）得出的结论是，这些结果定义了与顺式作用元件的位置及其受RNA结合蛋白的调节相关的全基因组图谱，即Nova与YCAY簇的结合导致局部和不对称的作用，以调节神经元中的剪接体组装和选择性剪接。

海因岑等人（2007）研究了神经元表达的剪接修饰蛋白 NOVA1 和 NOVA2 是否可能有助于 SCN1A 外显子 5 的选择性剪接，这是对某些抗癫痫药物的反应中重要的多态性位点（182389.0016）。这种多态性对成人脑组织中 SCN1A 的新生儿和成人替代转录物的比例具有显着影响，并且多态性的影响似乎被 NOVA2 表达水平改变。没有观察到 NOVA2 对其他 17 个神经元表达基因的选择性剪接有影响。

斋藤等人（2019）生成了小鼠大脑中不同神经元群体的 Nova2-RNA 相互作用的功能图。将这些数据与条件性 Nova2 敲除小鼠的数据相结合，他们发现 Nova2 在不同类型神经元的相同转录本上调节独特的选择性剪接程序。Nova2 是皮质兴奋性神经元（而非抑制性神经元）层状结构发育以及小脑浦肯野细胞中适当运动协调和突触形成的重要因素。进一步分析表明，Nova2 通过充当反式作用选择性剪接因子 Ptbp2（608449）的顺式作用支架来调节内含子保留。

▼ 生化特征

晶体结构

刘易斯等人（2000）以 2.4 埃的分辨率确定了 NOVA2 的 KH3 结构域与单链 RNA 相互作用的结构。与茎环 RNA 结合的 KH3 结构域的结构类似于分子虎钳，其中 5-prime-UCAC-3-prime 固定在不变的 gly-XX-gly 基序和可变环之间。四核苷酸识别由脂肪族 α-螺旋/β-片层 RNA 结合平台支持，该平台通过与 5-prime-CA-3-prime 形成类似 Watson-Crick 的氢键来模拟 5-prime-UG-3-prime。

▼ 分子遗传学

Mattioli 等人在 6 名患有神经发育障碍（伴有或不伴有自闭症特征和/或大脑结构异常）的无关患者中（NEDASB；618859）（2020）鉴定了 NOVA2 基因（601991.0001-601991.0006）中的从头杂合移码突变。这些突变是通过不同实验室的外显子组测序发现的，但在包括 gnomAD 在内的公共数据库中并未发现这些突变。尽管尚未对患者细胞进行研究，但所有突变均发生在最后一个外显子（外显子 4）中，并且预计会逃脱无义介导的 mRNA 衰减（NMD）。HeLa 细胞中突变之一（Mut1）（601991.0001）的表达表明，突变蛋白以正常水平表达，并显示出正常的核定位，与 NMD 的逃逸一致。所有的突变都聚集在一起，导致移码导致相同的替代框架，并且所得截短的蛋白质在残基 394-401 之间提前终止之前共享 133 个残基的共同区域。全长蛋白质含有 492 个残基。预计突变会去除第三个 KH 结构域（残基 406-473），该结构域结合由四核苷酸 YCAY 组成的 RNA 环。与对照组相比，siRNA介导的人类神经元细胞中NOVA2的敲低导致具有多个神经突的细胞比例增加，而未分化细胞比例减少。神经突生长的异常可以通过野生型 NOVA2 来挽救，但不能通过 Mut1 突变来挽救。对用 siRNA 处理的人类神经干细胞进行转录组分析，导致 NOVA2 表达减少 50%，结果表明一组基因在选择性剪接方面存在差异。基因本体分析表明，受影响的基因与跨膜蛋白、细胞外基质、细胞骨架组织和神经元投射/树突发育有关。受影响的基因包括几个已被证明在小鼠皮质中进行选择性剪接的基因，例如 SGCE（604149）、NEO1（601907）、SORBS1（605264）和 DAB1（603448）。体外研究表明，与野生型相比，Mut1对YCAY基序的RNA结合能力降低，并且Mut1在HeLa细胞中的表达导致某些基因剪接的异常调节，尽管研究结果更符合部分功能丧失而不是完全功能丧失的情况。没有证据表明存在显性负效应。

▼ 动物模型

Mattioli 等人（2020）发现斑马鱼中 NOVA2 直系同源物（nova1a）的敲除导致视神经顶盖之间形成的轴突束数量减少，以及视神经顶盖尺寸减小。吗啉代表型可以通过野生型 NOVA2 mRNA 来挽救，但不能通过 NOVA2 突变体（Mut1） mRNA 来挽救。然而，单独注射野生型或 Mut1 NOVA2 不会显着影响轴突束。

▼ 等位基因变异体（6 个选定示例）：.

0001 具有自闭症特征和大脑结构异常的神经发育障碍
NOVA2、1-BP DEL、NT782
在一名 9.5 岁男孩（患者 1）中，他患有神经发育障碍、自闭症特征和大脑结构异常（NEDASB; 618859），Mattioli 等人（2020）在 NOVA2 基因的外显子 4 中发现了一个从头杂合的 1-bp 缺失（c.782del, NM_002516.3），预计会导致移码和提前终止（Val261GlyfsTer135）。该突变是通过外显子组测序发现并经桑格测序证实的，在包括 gnomAD 在内的公共数据库中不存在该突变。该突变预计会去除该蛋白的第三个 KH 结构域，该结构域与某些 RNA 环结合。由于突变发生在最后一个外显子，它很可能逃脱了无义介导的 mRNA 衰减，但 NOVA2 不在血细胞中表达，从而排除了确认。HeLa 细胞中突变的表达表明，截短的蛋白正常表达并正常定位于细胞核。作者假设突变导致部分功能丧失，而不是显性负效应。

.0002 具有自闭症特征的神经发育障碍，无大脑结构异常
NOVA2、2-BP DUP、NT710
在一名 3.5 岁男孩（患者 2）中，他患有神经发育障碍，伴有自闭症特征，但没有大脑结构异常（NEDASB; 618859），Mattioli 等人（2020）在 NOVA2 基因的外显子 4 中发现了一个从头杂合的 2 bp 重复（c.710_711dup, NM_002516.3），预计会导致移码和提前终止（Leu238CysfsTer159）。该突变是通过外显子组测序发现并经桑格测序证实的，在包括 gnomAD 在内的公共数据库中不存在该突变。该突变预计会去除该蛋白的第三个 KH 结构域，该结构域与某些 RNA 环结合。由于突变发生在最后一个外显子，它很可能逃脱了无义介导的 mRNA 衰减，但 NOVA2 不在血细胞中表达，从而排除了确认。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究，

.0003 不具有自闭症特征且伴有大脑结构异常的神经发育障碍
NOVA2、20-BP DUP、NT701
在一名 4 岁女孩（患者 3）中，她患有神经发育障碍，但不具有自闭症特征，且大脑结构异常（NEDASB; 618859），Mattioli 等人（2020）在 NOVA2 基因的外显子 4 中发现了一个从头杂合的 20 bp 重复（c.701_720dup, NM_002516.3），预计会导致移码和提前终止（Ala241ProfsTer162）。该突变是通过外显子组测序发现并经桑格测序证实的，在包括 gnomAD 在内的公共数据库中不存在该突变。该突变预计会去除该蛋白的第三个 KH 结构域，该结构域与某些 RNA 环结合。由于突变发生在最后一个外显子，它很可能逃脱了无义介导的 mRNA 衰减，但 NOVA2 不在血细胞中表达，从而排除了确认。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究，

.0004 具有自闭症特征和大脑结构异常的神经发育障碍
NOVA2、40-BP DEL、NT709
在一名 2.7 岁女孩（患者 4）中，她患有神经发育障碍、自闭症特征和大脑结构异常（NEDASB; 618859），Mattioli 等人（2020）在 NOVA2 基因的外显子 4 中发现了一个从头杂合的 40 bp 缺失（c.709_748del, NM_002516.3），预计会导致移码和提前终止（Val237ProfsTer146）。该突变是通过外显子组测序发现并经桑格测序证实的，在包括 gnomAD 在内的公共数据库中不存在该突变。该突变预计会去除该蛋白的第三个 KH 结构域，该结构域与某些 RNA 环结合。由于突变发生在最后一个外显子，它很可能逃脱了无义介导的 mRNA 衰减，但 NOVA2 不在血细胞中表达，从而排除了确认。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究，

.0005 具有自闭症特征和大脑结构异常的神经发育障碍
NOVA2、1-BP DEL、NT781
在一名 22 岁男性（患者 5）中，患有神经发育障碍、自闭症特征和大脑结构异常（NEDASB; 618859），Mattioli 等人（2020）在 NOVA2 基因的外显子 4 中发现了一个从头杂合的 1-bp 缺失（c.781del, NM_002516.3），预计会导致移码和提前终止（Val261TrpfsTer135）。该突变是通过外显子组测序发现并经桑格测序证实的，在包括 gnomAD 在内的公共数据库中不存在该突变。该突变预计会去除该蛋白的第三个 KH 结构域，该结构域与某些 RNA 环结合。由于突变发生在最后一个外显子，它很可能逃脱了无义介导的 mRNA 衰减，但 NOVA2 不在血细胞中表达，从而排除了确认。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究，

.0006 具有自闭症特征的神经发育障碍，无大脑结构异常
NOVA2、20-BP INS、NT720
在一名 5.5 岁女孩（患者 6）中，她患有神经发育障碍，具有自闭症特征，但没有大脑结构异常（NEDASB; 618859），Mattioli 等人（2020）在 NOVA2 基因的外显子 4 中发现了一个从头杂合的 20 bp 插入（c.720_721insCCGCGGATGTGCTTCCAGCC, NM_002516.3），预计会导致移码和提前终止（Ala241ProfsTer162）。该突变是通过外显子组测序发现并经桑格测序证实的，在包括 gnomAD 在内的公共数据库中不存在该突变。该突变预计会去除该蛋白的第三个 KH 结构域，该结构域与某些 RNA 环结合。由于突变发生在最后一个外显子，它很可能逃脱了无义介导的 mRNA 衰减，但 NOVA2 不在血细胞中表达，从而排除了确认。