核糖核酸酶H1; RNASEH1
H1RNA
HGNC 批准的基因符号：RNASEH1
细胞遗传学位置：2p25.3 基因组坐标（GRCh38）：2:3,531,813-3,558,333（来自 NCBI）
▼ 说明
RNASEH1 基因编码存在于细胞核和线粒体中的核酸内切酶，可特异性消化 RNA-DNA 双链杂合体的 RNA 成分（Reyes 等人总结，2015）。
▼ 克隆与表达
Cerritelli 和 Crouch（1998） 鉴定了与细菌 RNase H1 同源的人类和小鼠 EST 克隆。小鼠和人类 RNASEH1 氨基酸序列有 78% 相同。人类 cDNA 预测具有 286 或 260 个残基的多肽，具体取决于使用的起始密码子。预测的蛋白质在 C 末端含有一个 RNase H 基序，在 N 末端含有一个保守基序，在其他真核生物 RNase H1 中，该基序与 dsRNA 和 RNA-DNA 杂合体的结合有关。使用多组织 cDNA 组的 PCR 显示，RNASEH1 在所有测试的组织中都以相似的水平表达。
▼ 基因功能
Cerritelli 和 Crouch（1998） 在大肠杆菌中表达了人和小鼠 RNASEH1 基因，并表明这些蛋白质具有 RNase 活性并与 dsRNA 和 RNA-DNA 杂合体结合。
▼ 生化特征
诺沃特尼等人（2007） 结晶了与 RNA/DNA 底物复合的人 RNase H1 的 C 末端催化结构域。人 RNase H1 含有一个基本突起，可形成 DNA 结合通道，并与保守的磷酸盐结合袋一起赋予 B 型和 2-prime-deoxy DNA 的特异性。 RNA 链被 4 个连续的 2-prime 羟基识别，并由 2-金属离子机制裂解。底物界面呈中性至酸性，这可能有助于催化特异性。可裂解磷酸盐和 2 个催化金属离子的位置是相互依赖且高度耦合的。
▼ 测绘
通过 PAC 文库筛选结合数据库检索，十个 Asbroek 等人（2002） 在人类基因组中发现了几个 RNASEH1 位点的迹象。通过对表达人类 2 号染色体的单染色体杂交细胞系进行 RNA 分析，他们证实了功能性 RNASEH1 基因位于染色体 2p25 上。 Cerritelli 和 Crouch（1998） 通过 FISH 定位到染色体 17p11.2 的基因是假基因（RHASEH1P1）。十阿斯布鲁克等人（2002） 鉴定出另外 2 个 RNASEH1 假基因，一个位于染色体 1q，另一个位于染色体 17q。
▼ 分子遗传学
在 2 名无关男性和第三个无关家族的受影响成员中，患有常染色体隐性遗传性进行性外眼肌麻痹并伴有线粒体 DNA 缺失 - 2（PEOB2; 616479），Reyes 等人（2015） 鉴定了 RNASEH1 基因中的复合杂合或纯合突变（604123.0001-604123.0003）。第一个患者的突变是通过全外显子组测序发现的；通过在 40 名患有类似疾病、基因未明确的患者中筛查 RNASEH1 基因，发现了随后 2 个家族的突变。其中 1 名患者的成纤维细胞显示 RNA酶 H1 转录物和蛋白质水平降低，以及 mtDNA 复制缺陷。体外功能表达研究表明，所有突变都会导致 RNASEH1 活性降低或缺失，这与功能丧失一致。
▼ 动物模型
塞里泰利等人（2003） 生成了 Rnaseh1 -/- 小鼠并观察到胚胎第 8.5 天发育停滞。主要核 Rnaseh1 的一小部分靶向线粒体，胚胎中它的缺失导致线粒体 DNA 含量显着下降，导致细胞凋亡。该报告将 RNASEH1 与线粒体 DNA 的生成联系起来，为线粒体 DNA 复制的链耦合机制提供了直接支持。这些发现对于线粒体功能障碍的治疗和人类免疫缺陷病毒（HIV） 结构相关的 RNase H 的药物开发也具有重要意义。
▼ 等位基因变异体（3 个选定示例）：
.0001 伴有线粒体 DNA 缺失的进行性外眼肌麻痹，常染色体隐性遗传 2
RNA酶H1，VAL142ILE
在一名 42 岁男性（S1） 中，患有常染色体隐性遗传性进行性外眼肌麻痹并伴有线粒体 DNA 缺失 2（PEOB2; 616479），Reyes 等人（2015） 鉴定了 RNASEH1 基因中的复合杂合突变：外显子 4 中的 c.424G-A 转换（c.424G-A, NM_002936.4），导致高度保守的 val142 到 ile（V142I） 取代催化结构域中的残基，以及外显子 4 中的 c.469C-T 转变，导致催化结构域中的 arg157-to-ter（R157X; 604123.0002） 取代。这些突变是通过全外显子组测序发现的，与家族中的疾病分离，并且在 ExAC 数据库中极为罕见（频率小于 0.01%）。对 40 名患有类似疾病、遗传上不确定的患者进行的 RNASEH1 基因筛查发现了另一名不相关的男性（S2），他是 V142I 突变和外显子 5 中的 c.554C-T 转变的复合杂合子，导致 ala185-to -val（A185V; 604123.0003） 在催化结构域中高度保守的残基处进行取代。第三个先证者（S3） 是 V142I 突变纯合子。大肠杆菌中的体外功能表达测定显示，V142I突变体具有约40%的残余活性，A185V突变体具有约20%的残余活性，而R157X突变体具有可忽略不计的残余活性，与功能丧失一致。患者 S1 的皮肤成纤维细胞显示 RNASEH1 mRNA 转录物减少，表明无义介导的截短突变的 mRNA 衰减，并且在蛋白质印迹分析中几乎不存在 RNASEH1 蛋白，表明两种变体的不稳定。与对照组相比，患者细胞在半乳糖培养基上生长更慢，并且线粒体膜电位降低以及片段化线粒体的核周异常聚集，表明线粒体功能障碍。 mtDNA 复制中间体的分析与 RNA 去除缺陷一致，导致复制速度减慢。
.0002 伴有线粒体 DNA 缺失的进行性外眼肌麻痹，常染色体隐性遗传 2
RNA酶H1、ARG157TER
讨论 RNASEH1 基因中的 c.456C-T 转换（c.456C-T，NM_002936.4），导致 arg157-to-ter（R157X） 取代，这是在患有以下疾病的患者中以复合杂合状态发现的常染色体隐性遗传进行性外眼肌麻痹伴线粒体 DNA 缺失 2（PEOB2；616479），作者：Reyes 等人（2015），参见 604123.0001。
.0003 伴有线粒体 DNA 缺失的进行性外眼肌麻痹，常染色体隐性遗传 2
RNA酶H1、ALA185VAL
讨论 RNASEH1 基因中的 c.554C-T 转变（c.554C-T，NM_002936.4），导致 ala185-to-val（A185V） 取代，这种取代在患有以下疾病的患者中以复合杂合状态发现：常染色体隐性遗传进行性外眼肌麻痹伴线粒体 DNA 缺失 2（PEOB2；616479），作者：Reyes 等人（2015），参见 604123.0001。
