F框和 WD40 结构域蛋白 4； FBXW4

FBW4； FBWD4
DACTYLIN
DACTYLAPLASIA，小鼠，同源物
DAC、小鼠、
的同系物 SHFM3 基因，前； SHFM3，前

HGNC 批准的基因符号：FBXW4

细胞遗传学位置：10q24.32 基因组坐标（GRCh38）：10:101,610,666-101,695,295（来自 NCBI）

▼ 克隆与表达

西多等人（1999）报道了小鼠指趾发育不全突变体（Dac）中被破坏的基因的位置克隆。 Dac 基因属于 F框/WD40 基因家族，该家族编码接头，通过将特定蛋白质呈递给泛素化机制来将其破坏。结合生化研究，该报告证明了该基因家族在脊椎动物胚胎发育中的重要性。西多等人（1999）将 Dac 蛋白产品命名为 dactylin。发现 Dac 的两个不同等位基因是由插入引起的，插入是小鼠中常见的突变机制（参见动物模型）。

Ianakiev 等人通过在染色体 10q24 上的 split-hand/foot malformation-3 位点（SHFM3；246560）的关键区域进行定位克隆、EST 数据库搜索和 RT-PCR，（1999）生成了编码人dactylin 的cDNA。序列分析预测，412 个氨基酸的推定细胞质蛋白包含一个 N 端 F 框和 4 个 C 端 WD40 结构域。 Northern 印迹分析显示，2.8 kb 转录物的普遍表达在胎儿大脑中表达最强，其次是肾脏、肺和肝脏。 5.5周大的小鼠胚胎的原位杂交证实了dactylin在中枢神经系统和肝脏中的表达，以及在发育肢体的中胚层和外胚层中的低水平表达。这些数据向 Ianakiev 等人提供了建议（1999） dactylin 可能参与对正常肢体发育至关重要的信号通路，并且它是 SHFM3 的候选基因。

伊林等人（2000）孤立克隆了人类dactylin，他们将其命名为FBWD4。

通过序列和计算分析，Salzman 等人（2012）在儿科急性淋巴细胞白血病样本和正常人类白细胞中鉴定了数百个转录本，这些转录本显示出外显子的非规范排序。具有乱序外显子的最丰富的转录本源自 FBXW4、CAMSAP1（613774）和 ZKSCAN1（601260）基因。人类细胞的 RT-PCR 证实了这一发现。具有乱序外显子的转录本似乎是圆形的，因为它们缺乏多腺苷酸化并且对 5-prime 外切核糖核酸酶活性具有抗性。在分级分离的 HeLa 细胞的细胞质和细胞核中均检测到内源性圆形和线性 FBXW4 和 CAMSAP1 转录物。

▼ 基因结构

伊纳基耶夫等人（1999）确定DAC基因含有9个外显子。

▼ 测绘

通过基因组序列分析，Ianakiev 等人（1999）鉴定了人类 DAC 基因位于染色体 10q24 上 SHFM3 基因座的关键区域。 Ianakiev 等人使用 FISH（1999）将 DAC 基因定位到染色体 10q24.3。他们在染色体 22q11.2 上的断点簇区域发现了一个假基因，该假基因与 DAC 基因具有超过 93% 的核苷酸同一性。

金等人（2004）报道小鼠 Fbxw4 基因定位于染色体 19C3。

▼ 分子遗传学

德莫勒拉特等人（2003）对7例手/足裂畸形（SHFM）患者的dactylin基因进行了突变分析，没有发现点突变。然而，Southern 印迹、脉冲场凝胶电泳和剂量分析表明，所有患者中都存在与 0.5 Mb 串联重复相关的复杂重排。远端和近端断点分别位于 80 kb 和 130 kb 区域内；所有患者共有的最小重复区域为 444 kb，包含从外显子 9 到外显子 6 的 dactylin 基因的破坏的额外副本，以及整个 LBX1（604255）、BTRC（603482）和 POLL（606343）基因。

Basel等人发现，由于编码dactylin基因的结构改变导致小鼠突变体Dac的转录水平降低，该突变体与人类SHFM相似（2003）研究了几个患有 SHFM 的个体，并报告了 dactylin 转录物的显着减少。这一观察结果支持了dactylin 在 SHFM3 发病机制中的核心作用。

卡诺等人（2005）通过 Southern 印迹和 dactylin 基因的序列分析，筛选了 28 个患有非综合征 SHFM 的日本家庭，以确定染色体 10q24 的串联基因组重复。 dactylin 基因的编码区和侧翼内含子序列未发现突变，但有 2 个家族发生基因组重排。一个是 511.6 kb 串联重复，另一个是 447.3 kb 重复，包含 LBX1、BTRC、POLL 和 DPCD 基因以及 dactylin 基因的破坏的额外副本。卡诺等人（2005）指出较小的重复区域与 de Mollerat 等人描述的区域几乎相同（2003）。

▼ 动物模型

指形发育不全是 SHFM3 的小鼠模型，是一种依赖于 2 个基因座的遗传性肢体畸形。第一个基因座 Dac 是 dactylin 基因周围的插入突变，作为半显性性状遗传。已鉴定出两个孤立的自发 Dac 等位基因：Dac（1J）和 Dac（2J）。第二个基因座 Mdac 是 13 号染色体上的修饰因子，在近交系中具有多态性。显性 Mdac 等位基因抑制 Dac 小鼠的指趾发育不全表型，而隐性 Mdac 等位基因则不然。因此，指趾发育不良仅在隐性 Mdac 等位基因纯合的小鼠中观察到。卡诺等人（2007）表明 Dac 插入是由 D 型小鼠内源原病毒元件（MusD）引起的 LTR 逆转录转座子，其中包含病毒 gag、pro 和 pol 基因的完整 ORF。在 Dac（2J）中，MusD 插入到 dactylin 基因的内含子 5 中，并且没有表达 dactylin 转录物。在 Dac（1J）中，MusD 插入到 dactylin 的上游区域，并且 dactylin 转录物的大小和数量均不受影响。卡诺等人（2007）将 Mdac 基因座精化为 13 号染色体上的 9.4 Mb 区域。隐性 Mdac 等位基因纯合的 Dac 突变体在 MusD 插入的 LTR 处具有未甲基化的 CpG 和活性染色质，以及 MusD 元件的异位表达。相比之下，携带显性 Mdac 等位基因的 Dac 突变体在插入的 LTR 处具有高度甲基化的 CpG 和失活的染色质，这与指趾发育不全表型的抑制相关。在携带显性 Mdac 等位基因的小鼠中未观察到 MusD 的异位表达。卡诺等人（2007）得出结论，MusD 插入的异位表达，而不是缺乏指尖蛋白表达，与指趾发育不全表型相关。他们提出 Mdac 作为一种防御因子来保护宿主基因组免受致病性 MusD 插入的影响。