细胞分裂周期14A； CDC14A

细胞分裂周期 14，酿酒酵母，同系物 A

HGNC 批准的基因符号：CDC14A

细胞遗传学定位：1p21.2 基因组坐标（GRCh38）：1:100,345,001-100,520,277（来自 NCBI）

▼ 克隆与表达

在酿酒酵母中，cdc14 基因对于细胞周期进程至关重要。对 cdc14 作用点的分析表明，该蛋白在核分裂后期起作用，并且可能在随后的细胞周期中为 DNA 复制做准备中发挥作用。通过在 EST 数据库中搜索 cdc14 同源物，Li 等人（1997）鉴定了部分 CDC14A 和 PTEN（601728） cDNA。他们使用 CDC14A cDNA 筛选心脏和胎儿文库，并回收了额外的 CDC14A cDNA 和 CDC14B（603505） cDNA。与酵母 cdc14 蛋白一样，CDC14A、CDC14B 和 PTEN 包含推定的蛋白酪氨酸磷酸酶（PTPase）结构域。预测的 580 个氨基酸的 CDC14A 蛋白与酵母 cdc14 有 64% 的同一性，而 PTEN 与不同的酵母基因关系更密切。Li 等人使用嵌合 GFP-CDC14A 蛋白（1997）将 CDC14A 特异性定位于哺乳动物细胞的细胞核。Northern印迹分析显示CDC14A基因在所有组织中均以1.8kb和4.4kb mRNA的形式表达，其中在肾、心脏和骨骼肌中表达最强。作者在一些组织中观察到了额外的转录本，他们认为这些转录本要么是选择性剪接的 CDC14A mRNA，要么是来自相关基因的转录本。

德尔马加尼等人（2016）指出，已经报道了由选择性剪接产生的 6 种不同的 CDC14A 转录本。推导的最大蛋白质含有623个氨基酸。

Delmaghani 等人通过在胚胎 18.5 天到出生后 21 天之间对小鼠内耳进行免疫荧光实验（2016）证明了 Cdc14a 从毛束分化的早期阶段开始就存在，沿着发育中的耳蜗毛细胞的瞬时动纤毛和前庭毛细胞的持续动纤毛。

伊姆蒂亚兹等人（2018）分析了 Cdc14a 在小鼠内耳中的表达和定位，并观察到与静纤毛上三分之一以及毛细胞中富含微管蛋白的结构（包括动纤毛、基体和表皮环）的关联。在斑马鱼神经丘细胞中，内源性 cdc14a 也存在于毛细胞的动纤毛中。在转染的 COS-7 细胞和 Corti 器官支持细胞中，CDC14A 与细胞质中的丝状微管蛋白相关。使用 LacZ 报告基因作为小鼠体内 Cdc14a 细胞类型特异性表达的代表，作者观察到 Corti 器官和前庭感觉上皮的显着活性，这与至少持续到出生后第 60 天的内源性 Cdc14a 定位一致。

▼ 基因结构

通过基因组序列分析，Wong 等人（1999）确定CDC14A基因含有16个外显子。

德尔马加尼等人（2016）指出CDC14A基因包含18个外显子。

▼ 测绘

通过辐射混合分析，Wong 等人（1999）将 CDC14A 基因定位到染色体 1p21。

▼ 基因功能

李等人（1997）发现重组 CDC14A 在体外表现出双特异性磷酸酶的动力学特性（参见 602038）。表达CDC14A的质粒特异性地挽救了cdc14突变酵母菌株的细胞周期停滞表型。李等人（1997）指出，酵母和人类 CDC14 PTPase 的结构和功能等效性表明，人类蛋白质可能在控制哺乳动物细胞周期事件中发挥重要作用。

Mailand 等人使用条件表达 CDC14A 的骨肉瘤细胞系的衍生物（2002）确定 CDC14A 的过度表达和下调都会导致染色体异常分配到子细胞中。CDC14A 与间期中心体相互作用，并且这种相互作用孤立于微管和 CDC14A 磷酸酶活性。然而，这种相互作用需要核输出，而核输出信号（NES）的破坏会导致 CDC14A 在核仁中积累。CDC14A 的条件性过度表达导致中心体过早分裂和多余有丝分裂纺锤体的形成，并且这些效应与 CDC14A 磷酸酶活性无关。短抑制性 RNA 双链体下调内源性 CDC14A 诱导有丝分裂缺陷，

内部着丝粒样蛋白（INCENP; 604411）与进化上保守的 Aurora B 激酶家族形成复合物（参见 604970）。INCENP-Aurora 复合体有助于协调有丝分裂过程中的染色体分离、纺锤体行为和胞质分裂。INCENP-Aurora 在中期与动粒相关，在后期与纺锤体微管相关。Pereira 和 Schiebel（2003）证明保守的磷酸酶 CDC14 调节酵母 INCENP-Aurora 复合物 Sli15-lpl1。CDC14 使 Sli15 去磷酸化，从而将复合物导向纺锤体。分离酶（604143）激活 CDC14 足以实现 Sli15 去磷酸化和重新定位。CDC14 不仅调节有丝分裂退出，还通过 Sli15-lpl1 调节纺锤体中区组装。

当泛素连接酶（后期促进复合物，APC；参见 608473）触发 securin（604147）的破坏，从而使分离酶（一种蛋白酶）破坏姐妹染色单体的内聚力时，后期就会启动。霍尔特等人（2008）证明了 securin 破坏框基序附近的细胞周期蛋白依赖性激酶 1（CDK1; 116940）依赖性磷酸化抑制了 APC 对 securin 的泛素化。磷酸酶 Cdc14 逆转 securin 磷酸化，从而提高 securin 泛素化率。由于已知分离酶会激活 Cdc14，Holt 等人（2008）得出的结论是，他们的结果支持了正反馈循环的存在，该循环增加了后期的突然性。与该模型一致，他们表明破坏 securin 磷酸调节的突变会降低染色体分离的同步性。霍尔特等人（2008）还得出结论，将 securin 降解与 Cdk1 和 Cdc14 活性的变化相结合有助于协调姐妹染色单体分离的启动与纺锤体动力学的变化。

克莱门特·布兰科等人（2009）证明 Cdc14（一种核仁分离和有丝分裂退出所需的蛋白磷酸酶）在后期抑制酵母核糖体基因（rDNA）的转录。Cdc14 的磷酸酶活性是体外和体内 RNA 聚合酶 I（Pol I）抑制所必需的。此外，Cdc14 依赖性抑制涉及 Pol I 亚基的核仁排斥。作者证明转录抑制对于染色体的完全分离是必要的，因为核糖体 RNA 转录物会阻止凝缩蛋白与 rDNA 的结合，并且表明绕过 Cdc14 在核仁分离中的作用需要新生转录物的体内降解。克莱门特·布兰科等人（2009）得出结论，转录会干扰染色体浓缩，而不是相反，并且芽殖酵母像大多数真核生物一样，

▼ 分子遗传学

Delmaghani 等人在来自伊朗近亲家庭的患有常染色体隐性耳聋的受影响个体中，定位到染色体 1p21（DFNB32; 608653）（2016）鉴定了 CDC14A 基因（R376X; 603504.0001）中的无义突变的纯合性，该突变与家族中的疾病完全分离，并且在对照或公共数据库中未发现（Delmaghani 等人（2016）绘制的耳聋形式之前被指定为 DFNB105。）对来自马格里布的 115 名患有严重或极重度先天性耳聋的无关个体进行全外显子组测序，鉴定出一名患有重度耳聋的毛里塔尼亚患者，其为另一种无义突变的纯合子CDC14A（R339X；603504.0002）。

Imtiaz 等人在来自 8 个患有常染色体隐性遗传性耳聋的近亲家庭的受影响个体中（2018）鉴定了 CDC14A 基因突变的纯合性（参见例如 603504.0001 和 603504.0003-603504.0007）。其中 5 个家庭的聋哑男子报告不育，精液分析显示形态异常的不动精子比例很高；聋哑妇女表现出正常的生育能力。

▼ 动物模型

德尔马加尼等人（2016）在斑马鱼中敲除 cdc14a，发现受精后 3 天内耳没有明显的形态缺陷；然而，他们观察到毛细胞动纤毛显着缩短。

伊姆蒂亚兹等人（2018）生成了小鼠 Cdc14a 的 3 个不同的突变等位基因，并观察到纯合子和复合杂合子的围产期死亡率很高。罕见的幸存者在出生后第16天仅表现出低频残余听力，到第90天所有频率的听力损失都进展为严重耳聋。在所有测试年龄阶段均不存在畸变产物耳声发射，这表明突变小鼠早在 P16 时就丧失了外毛细胞（OHC）功能；然而，耳蜗内电位正常，与完整的血管纹功能一致。聋哑雄性小鼠不育，而纯合突变聋雌性则能生出许多健康的幼崽。突变睾丸的组织学检查显示生精小管的包膜下变性，伴有生精细胞的损失，支撑细胞空泡化，管腔部分塌陷。与对照同窝小鼠相比，突变雄性的基膜上保留有精子细胞头和/或残留体周围有精子细胞聚集，并且附睾精子数量显着减少，异常精子数量增加和过度破碎。对纯合子和复合杂合子突变体的内耳细胞骨架进行染色显示，从 P17 开始，顶端转的内耳和 OHC 发生退化，一些甾纤毛融合在一起。到 P90 时，50% 的突变体内部和 OHC 缺失，而野生型同窝小鼠的这一比例为 0.5%；然而，突变小鼠在 P90 时就严重失聪，这表明听觉系统的额外功能障碍可能会导致听力损失。对 Cdc14a 中 CRISPR/Cas9 生成的 C278S 突变纯合子小鼠的内耳进行扫描电子显微镜观察，该突变消除了磷酸酶催化活性，结果显示与 Cdc14a 的其他突变等位基因引起的变化类似，包括静纤毛融合和 P60 导致毛细胞变性。纯合子小鼠严重失聪，雄性小鼠因生精小管变性和精子数量低而不育。作者指出，纯合 C278S 幸存者数量的减少表明磷酸酶催化活性也能促进围产期活力。纯合子小鼠严重失聪，雄性小鼠因生精小管变性和精子数量低而不育。作者指出，纯合 C278S 幸存者数量的减少表明磷酸酶催化活性也能促进围产期活力。纯合子小鼠严重失聪，雄性小鼠因生精小管变性和精子数量低而不育。作者指出，纯合 C278S 幸存者数量的减少表明磷酸酶催化活性也能促进围产期活力。

▼ 等位基因变异体（7 个精选示例）：

.0001 耳聋，常染色体隐性遗传 32
CDC14A，ARG376TER

Delmaghani 等人在患有严重语前耳聋（DFNB32; 608653）的伊朗近亲家庭受影响成员中（2016）鉴定了 CDC14A 基因外显子 11 中 c.1126C-T 转换（c.1126C-T, NM_033312.2）的纯合性，导致 arg376 到 ter（R376X）取代。该突变与家族中的疾病完全分离，并且在 150 个伊朗对照或 1000 个基因组计划或外显子组变异服务器数据库中未发现。报道的家谱包括一名聋哑男子和一名义务携带者女儿，该女儿通过近亲结婚并育有两个聋哑孩子。

伊姆蒂亚兹等人（2018）报道了一个伊朗近亲家庭（MORL2），其中 2 个姐妹和一个兄弟因 R376X 突变纯合性而患有常染色体隐性语前感音神经性中度至重度听力损失。聋哑兄弟有一个亲生儿子。

.0002 耳聋，常染色体隐性遗传 32
CDC14A，ARG339TER

Delmaghani 等人在一位来自毛里求斯的严重耳聋男性患者（DFNB32; 608653）中进行了研究（2016）鉴定了 CDC14A 基因外显子 11 中 c.1015C-T 转换（c.1015C-T, NM_033312.2）的纯合性，导致 arg339 到 ter（R339X）取代。在 105 名对照者中未发现该突变，其中包括 50 名毛里塔尼亚人。未报道先证者的生育能力。

.0003 耳聋，常染色体隐性遗传 32
CDC14A，ARG312GLN

在一个大型近亲突尼斯谱系（FT1）中，孤立出常染色体隐性舌前感音神经性中度至重度听力损失（DFNB32; 608653），最初由 Masmoudi 等人研究（2003），Imtiaz 等人（2018）鉴定了 CDC14A 基因外显子 10 中 c.935G-A 转换（c.935G-A, NM_033312.2）的纯合性，导致 arg312 到 gln（R312Q）在高度保守的残基处取代核心双特异性磷酸酶结构域。该突变与家系中的疾病完全分离。据报道，该家庭中 3 名受影响男性的生育状况未知。

.0004 耳聋，常染色体隐性遗传 32，精子不动
CDC14A，ARG312GLY

Imtiaz 等人对来自伊朗家庭（MORL1）的 2 个姐妹和一个兄弟患有语前感音神经性中度至重度听力损失（DFNB32; 608653）进行了研究（2018）鉴定了 CDC14A 基因外显子 10 中 c.934C-G 颠换（c.934C-G，NM_033312.2）的纯合性，导致 arg312 到甘氨酸（R312G）在高度保守的残基处取代核心双特异性磷酸酶结构域。该突变与家族中的疾病完全分离。对这位29岁聋哑兄弟的精液分析显示，精子数量为6800万/毫升，其中67%是不动的，20%表现出形态异常。

.0005 耳聋，常染色体隐性遗传 32，精子不动
CDC14A，1-BP DEL，376T

Imtiaz 等人在巴基斯坦近亲大家庭（HLRB11）的 5 名患有语前感音神经性中度至重度进行性听力损失（DFNB32; 608653）的受影响成员中进行了研究（2018）鉴定了 CDC14A 基因外显子 5 中 1 bp 缺失（c.376delT, NM_033312.2）的纯合性，导致移码，预计会导致提前终止密码子（Tyr126Ilefs64Ter）。据报道，该家庭中 2 名聋哑男子中的 1 名的生育状况未知。另一名男子，25，结婚3年，无子女；精液分析未发现精子，但在样本中观察到白细胞和红细胞的水平表明存在感染。

.0006 耳聋，常染色体隐性遗传 32，精子不动
CDC14A，IVS9AS，CG，-3

Imtiaz 等人对 2 名来自巴基斯坦近亲家庭（HPK1）的患有语前感音神经性中度听力损失（DFNB32; 608653）的男性进行了研究，他们在口头交谈中使用助听器（2018）鉴定了 CDC14A 基因内含子 9 中剪接位点突变（c.839-3C-G, NM_033312.2）的纯合性。对受影响和未受影响的家族成员的白细胞 mRNA 的分析揭示了 2 个异常的 mRNA 转录本，一个跳过外显子 10，另一个使用隐秘的外显子 10 受体剪接位点，两者都会导致移码，预计会导致过早终止密码子（分别为 Lys279fs16Ter 和 Lys279fs10Ter）。据报道，其中一名聋哑男子的生育状况未知；第二个聋人结婚11年，没有后代，精液分析显示每毫升有16至5000万个精子，

.0007 耳聋，常染色体隐性遗传 32
CDC14A，ARG345TER

Imtiaz 等人发现，来自巴基斯坦近亲家庭（PKSN10）的 2 名受影响的兄弟和姐妹患有语前感音神经性中度听力损失（DFNB32；608653），他们在口语交谈中使用助听器（2018）鉴定了 CDC14A 基因外显子 11 中 c.1033C-T 转换（c.1033C-T, NM_033312.2）的纯合性，导致 arg345 到 ter（R345X）取代。两兄弟都有生物学后代。