聚合酶 I，RNA，亚基 A； POLR1A

RNA 聚合酶 I，194-KD 亚基；RPA194

HGNC 批准的基因符号：POLR1A

细胞遗传学定位：2p11.2 基因组坐标（GRCh38）：2:86,020,216-86,105,886（来自 NCBI）

▼ 说明

POLR1A 是 RNA 聚合酶 I（Pol I）的最大亚基，可催化核糖体 RNA 的 DNA 依赖性合成（Seither et al., 1997）。

▼ 克隆与表达

塞瑟等人（1997）克隆了小鼠 Polr1a，他们将其称为 Rpa194。推导的 1,717 个氨基酸蛋白质的计算分子量为 194 kD。Rpa194 具有 8 个在所有 RNA 聚合酶的大亚基中保守的结构域，以及最后 2 个保守结构域之间的酸性延伸段。小鼠 Rpa194 与昆虫、酵母和锥虫的 Pol I 亚基有 20% 至 38% 的相似性。Western blot 分析在 HeLa 细胞和小鼠艾氏腹水肿瘤细胞中检测到 RPA194 的表观分子质量约为 190 kD。

通过斑马鱼的原位杂交，Weaver 等人（2015）早在 2 细胞阶段就观察到 polr1a 表达，并持续普遍表达，直到受精后至少 12 小时（hpf）。到 18 hpf 时，polr1a 在眼睛和大脑中的表达变得丰富。24 hpf 后，大脑、眼睛、耳囊和体节区域中 polr1a 表达的组织特异性持续存在。超过 36 hpf，polr1a 表达在整个胚胎中减少，但在中脑-后脑边界和眼晶状体中保持不变。

▼ 测绘

Hartz（2015）根据 POLR1A 序列（GenBank AK025568）与基因组序列（GRCh38）的比对，将 POLR1A 基因定位到染色体 2p11.2。

▼ 基因功能

通过蛋白质印迹分析，Seither 等人（1997）证实小鼠 Rpa194 在约 600 kD 处与多个 Pol I 亚基一起沉积，包括 Rpa116（POLR1B; 602000）、Rpa53 和 Rpa40（POLR1C; 610060）。Rpa194 抗体免疫沉淀小鼠艾利希腹水细胞中的 Pol I，如 Rpa116 的存在所示。

▼ 分子遗传学

辛辛那提型面部骨质增生

Weaver 等人在 3 名患有不同严重程度的辛辛那提型肢端骨发育不良（AFDCIN; 616462）的患者中（2015）鉴定了 POLR1A 基因突变的杂合性（参见例如 616404.0001 和 616404.0002）。

关联待确认

Kara 等人的 2 兄弟是土耳其近亲所生，患有严重的神经退行性疾病，其特征是精神运动迟缓、共济失调和脱髓鞘性脑白质营养不良（2017）鉴定了 2 个不同基因中的纯合错义突变：POLR1A 基因中的 ser934 至 leu 替换（S934L；c.2801C-T，NM_015425.3）和 OSBPL11 中的 arg171 至 trp（R171W）替换基因（606739）。两种变体都发生在保守残基处。这些突变是通过连锁分析和外显子组测序相结合发现的，并通过桑格测序证实，在每个亲本中都是杂合的。一位神经系统正常的姐妹也携带纯合 OSBPL11 变异，但 POLR1A 变异为纯合野生型，这表明 POLR1A 变异是造成兄弟俩表型的原因。POLR1A 基因中的 S934L 变体在 dbSNP（版本 138）中未发现，而 OSBPL11 基因中的 R171W 变体在 dbSNP（版本 138）中注释为 rs370760880，并且在 ExAC 数据库中以较低频率报告（0.00004）。患者细胞的分子建模和功能研究表明 POLR1A 突变导致蛋白质构象改变、分子内关联改变以及 POLR1A 核仁水平降低。与对照组相比，携带纯合 OSBPL11 变体的 2 兄弟和 1 姐妹的皮肤成纤维细胞显示胆固醇沉积增加。RNAi 研究中也获得了类似的结果，表明 OSBPL11 变体存在功能缺陷，无法促进正常的胆固醇转移。男孩的其他特征包括痉挛、头部倾斜、锥体征、视神经萎缩、凝视麻痹、大脑和小脑萎缩、胼胝体变薄。其中一人出现癫痫发作。除了相对的大头畸形之外，两人都没有异常的颅面特征。

▼ 动物模型

韦弗等人（2015）生成了纯合 polr1a 突变斑马鱼胚胎，并从 15 hpf 开始观察到明显的形态缺陷，包括明显较小和畸形的头部。到了 24 小时后，眼睛和大脑的形状也出现异常，尾巴也变短了。在 36 至 48 hpf 时，突变体胚胎比例小于野生型，并表现出小眼、大脑发育不全、颌发育不全、色素沉着紊乱以及心脏、耳石和胸鳍的异常形态。突变斑马鱼在受精后 4 至 5 天死亡，骨骼染色显示神经嵴细胞（NCC）来源的软骨减少，这与颌骨发育不全一致。韦弗等人（2015）观察到突变斑马鱼中 sox9（608160）、sox10（602229）和 dlx2（126255）标记的 NCC 减少，并指出这些发现，加上颅神经节、鳃弓和下颌的发育不全，强烈表明 NCC 缺陷是在 polr1a 突变胚胎和患有 AFDCIN 的人类中观察到的颅骨缺陷的基础。此外，突变斑马鱼的 TUNEL 染色表明，polr1a 是神经上皮细胞存活和 NCC 生成所必需的，但对于迁移 NCC 的生存能力而言并不是必需的；因此，polr1a突变胚胎中的NCC缺陷主要是由于NCC祖细胞库的减少。突变斑马鱼的 TUNEL 染色表明，polr1a 是神经上皮细胞存活和 NCC 生成所必需的，但对于迁移 NCC 的生存能力而言并不是必需的；因此，polr1a突变胚胎中的NCC缺陷主要是由于NCC祖细胞库的减少。突变斑马鱼的 TUNEL 染色表明，polr1a 是神经上皮细胞存活和 NCC 生成所必需的，但对于迁移 NCC 的生存能力而言并不是必需的；因此，polr1a突变胚胎中的NCC缺陷主要是由于NCC祖细胞库的减少。

▼ 等位基因变异体（2 个选定示例）：

.0001 面部营养不良，辛辛那提型
POLR1A，GLU593GLN

Weaver 等人在一名患有严重肢端骨发育不全（AFDCIN; 616462）的 3 岁白人男孩中（2015）鉴定了 POLR1A 基因中从头 c.1777G-C 颠换（c.1777G-C, NM_015425.3）的杂合性，导致在高度保守的残基处发生 glu593 至 gln（E593Q）取代催化位点。他未受影响的父母、大约 300 个内部对照外显子组、1000 个基因组计划或外显子组变异服务器（ESP6500）数据库中均不存在该突变。

.0002 面部营养不良，辛辛那提型
POLR1A，1-BP DEL，3649C

Weaver 等人在一名患有面部骨发育不全（AFDCIN; 616462）的 6 岁巴西女孩中进行了研究（2015）鉴定出 POLR1A 基因中 1 bp 缺失（c.3649delC, NM_015425.3）的杂合性，导致预计会导致提前终止密码子（Gln1217ArgfsTer10）的移码，从而去除第二个裂口结构域的一部分，所有下颌、扩张器和第三裂域。该突变遗传自她患有轻度疾病的父亲，在 dbSNP 或外显子组变异服务器（ESP6500）数据库中未发现该突变。