FANCI基因; FANCI

KIAA1794

HGNC 批准的基因符号：FANCI

细胞遗传学位置：15q26.1 基因组坐标（GRCh38）：15:89,243,979-89,317,259（来自 NCBI）

▼ 说明

FANCI 是 FANCD2（227646） 的单泛素化旁系同源物，属于 Fanconi 贫血（FA；参见 227650） DNA 链间交联修复途径，是丝裂霉素 C 抗性所必需的（Dorsman 等人，2007；Sims 等人， 2007 年；Smogorzewska 等人，2007 年）。

▼ 克隆与表达

Nagase 等人通过筛选胎儿大脑 cDNA 文库中编码大蛋白的 cDNA（2001） 克隆了 FANCI，他们将其称为 KIAA1794。预测的蛋白质含有802个氨基酸。 RT-PCR ELISA检测到在睾丸和胎儿肝脏中中等表达，在肺、肝脏、脾脏、卵巢以及成人和胎儿脑中低表达。在所有其他测试组织中表达非常低或检测不到。在所检查的所有特定大脑区域中表达都很低，在小脑中表达稍高。

通过连锁和生物信息学分析来鉴定 FA 互补组 I（609053） 的基因，Dorsman 等人（2007） 确定了 FANCI。预测的 FANCI 蛋白含有 1,328 个氨基酸，计算分子量为 146 kD。它具有 3 个核定位信号和 3 个 ATM（607585）/ATR（601215） 磷酸化基序。蛋白质印迹分析显示淋巴母细胞中有 150 kD 的内源 FANCI 蛋白。

通过在数据库中搜索 FANCD2 的同源物，Sims 等人（2007） 确定了 FANCI。与 FANCD2 一样，FANCI 包含一个保守的单泛素化位点，并且这两种蛋白在该位点周围的区域具有约 40% 的相似性。

Smogorzewska 等人使用蛋白质组筛选来鉴定 ATM 和 ATR 激酶底物以及 DNA 损伤敏感性筛选，然后筛选淋巴细胞 cDNA 文库（2007） 克隆 FANCI。 FANCI 包含 3 个磷酸化位点和一个单泛素化位点 lys523，与 FANCD2 的 lys561 单泛素化位点同源。

▼ 基因功能

多斯曼等人（2007） 发现 HeLa 细胞中小干扰 RNA（siRNA） 敲低 FANCI 表达会导致丝裂霉素 C 诱导的染色体过度断裂，这是 FA 细胞的一个标志。

西姆斯等人（2007） 发现 FANCI 以 FANCD2 依赖性方式单泛素化，并在用 DNA 损伤剂处理 HeLa 细胞后定位于核灶。细胞分级分离和免疫印迹分析表明，大多数单泛素化 FANCI 与核级分中的染色质相关。用针对 FANCI 或 FANCD2 的 siRNA 处理 HeLa 细胞导致对丝裂霉素 C 的敏感性。 Sims 等人（2007） 得出结论，FANCI 在 DNA 交联的协调和修复中充当 FANCD2 的功能同源物。

斯莫戈热夫斯卡等人（2007） 发现用针对 FANCI 的 siRNA 处理 U2OS 细胞可消除 G2/M 细胞周期检查点。 FANCI 定位于多种细胞类型中损伤诱导的病灶，并且 FANCI 与 FANCD2 形成复合物，这是 FANCD2 定位于损伤诱导的病灶所必需的。丝裂霉素 C 处理诱导 FANCI 在 lys523 处单泛素化，并且在不存在 DNA 损伤的情况下，在 S 期也可检测到 FANCI 单泛素化。突变分析表明 lys523 对于 FANCI 单泛素化至关重要。 FANCI 的泛素化依赖于 FANCA（607139），FANCI 和 FANCD2 表现出相互的泛素化依赖性。斯莫戈热夫斯卡等人（2007） 得出结论，FANCI 是 DNA 交联修复所需的 FANCD2 旁系同源物，它是单泛素化的，并且 FANCI 和 FANCD2 形成泛素化和染色质关联所需的相互依赖的复合物。

克尼普谢尔等人（2009） 使用无细胞系统证明 FANCI-FANCD2（227646） 是 S 期复制耦合链间交联修复所必需的。从提取物中去除 FANCD2 抑制了链间交联附近的溶核切口和病灶外的跨病灶 DNA 合成。逆转这些缺陷需要泛素化的 FANCI-FANCD2。克尼普谢尔等人（2009） 的结论是，当范可尼贫血途径受到损害时，重要的 S 期链间交联修复机制的多个步骤就会失败。

Fanconi 途径的一个中心事件是 FANCI-FANCD2 蛋白复合物的单泛素化。刘等人（2010） 描述了 Fanconi 贫血相关核酸酶 FAN1（613534），它以严格依赖于其在 DNA 损伤位点或其附近积累的能力的方式促进链间交联修复，并且依赖于 FANCI-FAND2 复合物的单泛素化。刘等人（2010） 得出结论，单泛素化复合物招募下游修复蛋白 FAN1 并促进 DNA 链间交联的修复。

龙等人（2011） 报道非洲爪蟾提取物中 DNA 双链断裂产生的断裂姐妹染色单体通过 RAD51（179617） 依赖性链侵入再生姐妹中进行修复。重组作用于 FANCI-FANCD2（613984） 的下游，但 RAD51 孤立于 FANCI 和 FANC2 并且在双链断裂形成之前结合链间交联-停滞的复制叉。龙等人（2011） 得出的结论是，他们的结果阐明了范可尼贫血途径和链间交联修复过程中重组机制之间的功能联系。此外，他们的结果表明，通过体外同源重组可以完全修复双链断裂。

▼ 基因结构

多斯曼等人（2007） 确定 FANCI 基因包含 38 个外显子，翻译从外显子 2 开始。

▼ 生化特征

晶体结构

乔等人（2011） 以 3.4 埃分辨率测定了 FANCI-FANCD2（ID） 复合物的晶体结构。大约 300 kD ID 复合物的结构揭示了单泛素化和调节性磷酸化位点对应到 I-D 界面，表明它们发生在单体蛋白或开放的复合物上，并且它们可能有助于稳定 I-D 异二聚化。 FANCI-DNA 晶体的 7.8 埃电子密度图和体外数据表明，每种蛋白质都具有单链和双链 DNA 的结合位点，表明 ID 复合物识别因复制叉相遇而产生的 DNA 结构具有链间交联。

冷冻电子显微镜

Wang 等人使用冷冻电子显微镜（2020） 确定了与 DNA 结合的单泛素化人类 ID 复合物，并揭示它形成一个围绕 DNA 的闭合环。通过与链间交联 DNA 结合的非泛素化 ID 复合物的结构进行比较，他们发现单泛素化通过一个原聚体的泛素与另一个原聚体以相互的方式结合，触发开放式、槽状 ID 结构的完全重排。这些结构与生化数据一起表明，单泛素化 ID 复合物失去了对链间交联和相关分支 DNA 结构的偏好，并成为可以协调后续修复反应的滑动 DNA 夹。

▼ 测绘

通过基因组序列分析，Dorsman 等人（2007） 将 FANCI 基因定位到染色体 15q25-q26。

▼ 分子遗传学

多斯曼等人（2007） 在 8 名 FA 互补 I 组患者（FANCI; 609053） 中发现了 FANCI 基因的几个突变（例如 611360.0001-611360.0004）。蛋白质印迹分析证实，FA 互补组 I 患者中不存在功能活性 FANCI 蛋白。 Sims 等人（2007） 和 Smogorzewska 等人（2007） 还报道了 FA 互补 I 组患者的 FANCI 基因突变。

▼ 等位基因变异体（4 个选定示例）：

.0001 FANCONI 贫血，补充组 I
FANCI，2T-C

Dorsman 等人在一名患有 Fanconi 贫血补充 I 组（FANCI; 609053） 的土耳其女性中（2007） 在 FANCI cDNA 的核苷酸 2 处鉴定出纯合的 T 到 C 转变，导致翻译起始位点的去除。患者有近亲父母，于 6.5 岁时去世。西姆斯等人（2007） 鉴定了相同的突变，并指出它在 met94 处产生了一个新的起始密码子。

.0002 FANCONI 贫血，补充组 I
FANCI，ARG1285GLN

Dorsman 等人在 2 名患有 Fanconi 贫血补充 I 组（FANCI；609053）的印度同胞中（2007） 鉴定了 FANCI cDNA 外显子 36 中核苷酸 3854 处的纯合 G 至 A 转变，导致 arg1285 至 gln（R1285Q） 取代。该突变去除了高度保守的氨基酸并产生了额外的 ATM/ATR 磷酸化基序。患者有近亲父母，去世时分别为 15 岁和 23 岁。两名患者的多态性也是纯合的，即 164 位核苷酸从 C 到 T 的变化，导致 pro77 到 leu（P77L） 的取代。这种多态性存在于近 10% 的健康荷兰人中。斯莫戈热夫斯卡等人（2007） 在这些患者中鉴定出相同的突变和多态性，并证实 R1285Q 是致病突变。

.0003 FANCONI 贫血，补充组 I
FANCI，ARG1285TER

Dorsman 等人在一名患有 Fanconi 贫血补充 I 组（FANCI; 609053） 且父母非近亲结婚的匈牙利男性儿童中（2007） 鉴定了 FANCI 基因突变的复合杂合性。母体等位基因上的突变是 FANCI cDNA 外显子 37 中核苷酸 3853 处的 C 到 T 转变，导致 arg1285 到 ter（R964X） 取代。父本等位基因的突变是内含子 31 中核苷酸 -88 处的 A 到 G 转变（使用 cDNA 编号为 3350-88A-G；611360.0004），这创建了一个新的剪接供体位点并产生了一个额外的外显子。患者于 12 岁时去世。

.0004 范可尼贫血，补充组 I
FANCI，IVS31AS，A-G，-88

Dorsman 等人讨论了 FANCI 基因（3350-88A-G） 剪接位点突变，该突变在范可尼贫血互补组 I（FANCI; 609053） 患者的复合杂合状态下发现（2007），参见 611360.0003。