14 号染色体开放解读码组 39; C14ORF39
SIX6 相反链转录 1;SIX6OS1
HGNC 批准的基因符号:C14orf39
细胞遗传学位置:14q23.1 基因组坐标(GRCh38):14:60,435,956-60,515,544(来自 NCBI)
▼ 说明
减数分裂重组产生同源染色体之间的交叉,这对于基因组单倍化至关重要。联会复合体是一种类似拉链的蛋白质组装体,它将同源染色体对突触在一起,并提供将重组位点加工成交叉的结构框架。 C14ORF39 编码联会复合体中心元件的一个组成部分(Gomez-H et al., 2016)。
▼ 克隆与表达
戈麦斯-H 等人(2016) 报道称,人类 C14ORF39(他们称之为 SIX6OS1)编码一种预测的 574 个氨基酸的蛋白质,该蛋白质在大多数脊椎动物中都是保守的。它包含一个进化上保守的 N 端 α 螺旋结构域,随后是一个接头区域和一个包含多个预测磷酸化位点的保守 C 端区域。对小鼠组织的定量 RT-PCR 分析检测到 Six6os1 在睾丸中表达最高。蛋白质印迹分析显示转染的 HEK293T 细胞中表达约 70 kD 的蛋白质。共聚焦显微镜显示小鼠精母细胞中 Six6os1 与 Sycp3(604759) 以及精母细胞和卵母细胞中 Sycp1(602162) 共定位,表明 Six6os1 是位于联会复合体中心元件的减数分裂蛋白。
▼ 测绘
Gross(2017) 根据 C14ORF39 序列(GenBank BC125070) 和基因组序列(GRCh38) 的比对,将 C14ORF39 基因对应到染色体 14q23.1。
戈麦斯-H 等人(2016) 指出 C14ORF39 位于 SIX6 基因(606326) 的相反链上。
▼ 基因功能
Gomez-H 等人使用酵母 2-杂交筛选和免疫共沉淀分析(2016) 表明小鼠 Sis6os1 的 N 端一半与 Syce1 相互作用(611486)。免疫共沉淀分析表明 Six6os1 作为同源寡聚物存在。
▼ 分子遗传学
生精失败 52
Fan 等人在 2 名巴基斯坦兄弟和 2 名无血缘关系的中国男性中因减数分裂停滞而导致不孕(SPGF52; 619202)(2021) 鉴定了 C14ORF39 基因(617307.0001-617307.0003) 突变的纯合性,这些突变与疾病分离,并且在公共变异数据库中不存在或以低次要等位基因频率发现。巴基斯坦兄弟还有一个患有卵巢早衰的妹妹,她的 C14ORF39 突变是纯合子。功能分析表明,突变导致减数分裂期间同源染色体不完全联会或完全联会。
卵巢早衰 18
Fan 等人对一名患有卵巢早衰的 30 岁巴基斯坦女性(POF18; 619203) 进行了研究(2021) 鉴定了 C14ORF39 基因(617307.0001) 中 2 bp 缺失的纯合性。她的两个不育兄弟也是基因缺失的纯合子,这使得他们的家族与疾病完全隔离。
关联待确认
Kong 等人使用冰岛的数据资源(2014) 分析了来自 2,261 个全基因组测序个体的超过 220 万个重组事件和假定变异,以确定影响全局重组率的变异。他们发现 C14ORF39 基因中非同义 A-G SNP(leu524 到 phe;rs1254319)的 A 等位基因与较高的雌性重组相关,但在雄性中没有显示出影响。戈麦斯-H 等人(2016)指出,rs1254319 的 phe 残基在除人类以外的所有基因组中都是保守的,包括其他灵长类动物。
▼ 动物模型
戈麦斯-H 等人(2016) 发现 Six6os1 -/- 小鼠健康但不育。雄性 Six6os1 -/- 小鼠的睾丸尺寸减小,附睾中缺乏精子;大多数其他结构都完好无损。雌性 Six6os1 -/- 小鼠缺乏卵母细胞和致密基质,出生后 6 天检测到卵巢衰竭。对减数分裂缺陷的进一步分析表明,Six6os1 对于染色体突触至关重要,并且 Six6os1 -/- 减数分裂母细胞在处理双链断裂(DSB) 方面存在缺陷。 Six6os1 -/- 小鼠的 X-Y 性体结构的形成比 Syce3(615775) -/- 小鼠受到更严重的影响。戈麦斯-H 等人(2016) 的结论是,SIX6OS1 对于 DSB 的生成是可有可无的,但在相互重组和联会复合体的中心元件形成之前,它对于中间重组结节的适当处理是必需的。
范等人(2021) 培育了具有截短的 Six6os1 蛋白并保留 N 末端的小鼠,以模仿在中国患者中观察到的 C14ORF39 突变(参见分子遗传学)。纯合雄性突变小鼠在 2 个月大时表现出睾丸尺寸减小,睾丸切片的组织学检查显示生精小管中没有减数分裂后生殖细胞。此外,在纯合突变体的附睾中没有发现精子,表明减数分裂完全停滞。对减数分裂前期 I 进展的进一步分析表明,突变精母细胞上的 γ-H2AX(参见 601772)信号持续存在于染色体上,并且未能形成性体,这与减数分裂停滞一致。染色体突触标记仅在沿常染色体轴的短距离内可见,表明突变小鼠的突触不完整。作者指出,雄性小鼠重现了在雄性患者中观察到的非梗阻性无精症表型。在雌性突变小鼠中,卵巢切片显示 3 天或 10 周龄时没有卵泡,而野生型小鼠则观察到大量卵泡。此外,与野生型雌性小鼠相比,突变雌性小鼠的抗苗勒氏管激素(AMH;600957)水平显着降低。作者指出,这些结果模仿了女性患者的 POF 表型。
▼ 等位基因变异体(3 个选定示例):
.0001 生精失败 52
卵巢早衰 18,包括(1 名患者)
C14ORF39、2-BP DEL、204TA
来自巴基斯坦近亲家庭(PK-INF-543) 的 2 名不育兄弟(IV-2 和 IV-3)因减数分裂停滞导致生精失败(SPGF52; 619202),其姐妹患有卵巢早衰(POF18; 619203) ,范等人(2021) 鉴定出 C14ORF39 基因外显子 4 中 2 bp 缺失(c.204_205del, NM_174978.3) 的纯合性,导致移码,预计会导致过早终止密码子(His68GlnfsTer2)。该缺失与家族中的疾病完全分离,在 1000 个基因组计划数据库中未发现,但在 ESP6500 和 gnomAD 数据库中以较低频率存在(次要等位基因频率分别为 0.0187 和 4.22 x 10(-6)) 。对个体 IV-3 精母细胞扩散中染色体突触标记的免疫荧光染色显示检测不到 SYCP1(602162) 和 SYCE1(611486) 信号,表明移码突变导致同源染色体完全无突触。对患者精母细胞进行 SYCP3(604759) 和 γ-H2AX(参见 601772)免疫染色显示,细线期和合子期细胞核与对照相似;然而,最先进的精母细胞显示出联会复合体的更短和更厚的侧向元件,常染色体上有持续的γ-H2AX信号,并且未能形成性体,表明停滞在粗线期样阶段。在酵母 2-杂交检测中,突变蛋白与 SYCE1 共表达时形成聚集体,但与野生型 C14ORF39 相比,点状聚集体的数量大大减少,表明多复合物形成受损。
.0002 生精失败 52
C14ORF39、GLU320TER
Fan 等人在一名 37 岁不育中国男性(P3907) 中减数分裂停滞导致生精失败(SPGF52; 619202)(2021) 鉴定了 C14ORF39 基因外显子 11 中 c.958G-T 颠换(c.958G-T, NM_174978.3) 的纯合性,导致 glu320 至 ter(E320X) 取代。他的近亲父母拒绝提供用于突变分离分析的 DNA,该突变在 1000 个基因组计划、ESP6500 或 gnomAD 数据库中均未发现。患者睾丸切片免疫荧光染色显示同源染色体联触不完整,生精小管内未观察到具有典型性体的精母细胞。在酵母 2-杂交检测中,突变蛋白与 SYCE1 共表达时形成聚集体,但与野生型 C14ORF39 相比,点状聚集体的数量大大减少,表明多复合物形成受损。
.0003 生精失败 52
C14ORF39,IVS14,C-G,-3
Fan 等人在一名 30 岁不育中国男性(P6032) 中减数分裂停滞导致生精失败(SPGF52; 619202)(2021) 鉴定了 C14ORF39 基因内含子 14 中剪接突变(c.1180-3C-G, NM_174978.3) 的纯合性。没有关于家庭隔离的报道;在 1000 个基因组计划、ESP6500 或 gnomAD 数据库中未发现该突变。将患者精母细胞与 C14ORF39 和 SYCP3(604759)(联会复合体横向元件的标记)抗体一起孵育,显示 C14ORF39 信号在同源染色体的配对区域呈短延伸,表明突变蛋白定位于染色体轴。然而,没有观察到患者精母细胞中沿常染色体轴整个长度延伸的信号,表明突触不完整。此外,γ-H2AX(参见 601772)染色结果显示,没有精母细胞能够形成典型的性体,表明减数分裂停滞在粗线期样阶段。