含有三联基序的蛋白质 71; TRIM71

LIN41,C. 线虫,同系物;LIN41

HGNC 批准的基因符号:TRIM71

细胞遗传学位置:3p22.3 基因组坐标(GRCh38):3:32,817,997-32,897,824(来自 NCBI)

▼ 说明

TRIM71 是一种进化上保守的 RNA 结合蛋白,可调节干细胞和祖细胞的命运以及发育事件(Welte 等人总结,2019)。

▼ 克隆与表达

Lancman 等人孤立地(2005)和舒尔曼等人(2005) 鉴定了人类和其他脊椎动物的秀丽隐杆线虫异时基因 Lin41 的直系同源物。线虫 Lin41 及其所有脊椎动物直系同源物均包含一个 N 端环指结构域,随后是 2 个 B 框、一个卷曲螺旋结构域和一个 C 端 NHL 结构域。人类蛋白质含有818个氨基酸。

Schulman 等人使用 Northern 印迹和原位杂交分析(2005)发现Lin41在小鼠早期发育中短暂表达,在发育中的肢芽以及胚胎的颅面和神经组织中表达明显。

通过原位杂交,Schulman 等人(2008) 显示了 Lin41 在小鼠神经上皮、鳃弓、面部突出、尾芽、背根神经节和眼睛中的时间表达,以及前肢和后肢芽中的动态表达模式。

▼ 测绘

Gross(2019) 根据 TRIM71 序列(GenBank BC156152) 与基因组序列(GRCh38) 的比对,将 TRIM71 基因对应到染色体 3p22.3。

▼ 基因功能

Lancman 等人使用鸡和小鼠突变体(2005) 表明肢体发育过程中的 Lin41 表达依赖于来自顶外胚层脊(AER) 的 FGF(参见 131220)信号。 Lin41 表达在肢体发育过程中通过 Shh(600725) 信号传导维持,并且可以在异位域中快速上调。进一步的分析表明,微小RNA(miRNA)在鸡肢中调节Lin41。

舒尔曼等人(2005) 在人和小鼠 LIN41 的 3 素 UTR 中鉴定了 miRNA LET7(参见 605386)和 MIR125(参见 611191)的保守结合位点。他们发现,在发育中的小鼠胚胎中,当 Let7 和 Mir125 上调时,Lin41 下调。

Schulman 等人使用荧光素酶报告基因分析(2008) 证实小鼠 Lin41 的 3-prime UTR 以依赖 Let7 和 Mir125 的方式促进其抑制。

米奇卡等人(2015) 发现小鼠胚胎干(ES) 细胞中 Trim71 的缺失不会改变干细胞特性。转录组分析显示 Trim71 -/- ES 细胞中转录失调,但大多数差异表达基因对于 ES 细胞的干性并不重要,而是对分化的蜂窝状态,特别是神经元发育具有特异性。荧光素酶报告基因分析表明,Trim71 主要通过与目标 mRNA 的 3 素 UTR 相互作用来抑制 mRNA 的稳定性和表达。 ES 细胞中 Trim71 的缺失也会引起 miRNA 网络的变化。作者得出结论,Trim71 在多能 ES 细胞水平上起调节早期神经发育的作用,但在神经前体细胞的分化中不起作用,因此其表达在神经分化的后期阶段被下调。

Welte 等人利用突变分析(2019) 表明 Trim71 的 NHL 结构域与小鼠 ES 细胞中目标转录物的 3-prime UTR 结合。先天性脑积水患者中 TRIM71 NHL 结构域的点突变损害了 TRIM71 的靶标抑制活性。 Trim71 在 3-prime UTR 中结合发夹基序,其抑制效果与结合发夹的数量相关。对小鼠神经元干细胞和人肝细胞癌细胞的敲除研究确定了一组 TRIM71 靶标,包括发育调节因子 MBNL1(606516)、PLXNB2(604293) 和 MLLT1(159556)。作者证实,Trim71 通过直接结合到其 3-prime UTR 中的发夹基序来抑制 Mbnl1 表达,从而调节 Mbnl1 对选择性剪接的调节,并影响诱导多能干细胞的重编程。

▼ 分子遗传学

Furey 等人在 3 名无关的先天性脑积水 4(HYC4; 618667) 患者中进行了研究(2018) 鉴定了 TRIM71 基因中的从头杂合错义突变(R608H, 618570.0001 和 R796H, 618570.0002)。这两种突变都发生在 NHL 结构域中高度保守的残基处,结构模型预测这些突变可能会破坏分子内相互作用。其中一名患者将突变传染给了产前诊断出的受影响儿童。这些突变是通过外显子组测序发现并经桑格测序证实的,但在 ExAC 或 gnomAD 数据库中未发现。尚未进行变异的功能研究和患者细胞的研究,但作者认为这种形式的脑积水与神经发生受损有关,而不是与活跃的脑脊液积聚有关。这些患者属于接受全外显子组测序的 88 名交通性脑积水先证者和 89 名患有导水管狭窄相关脑积水先证者的队列中的一部分。

▼ 动物模型

舒尔曼等人(2008) 发现 Lin41 缺失会导致小鼠胚胎第 8.5 天(E8.5) 后胚胎死亡。 Lin41 -/- 胚胎存在前神经管闭合缺陷,导致脑外畸形。开放的神经皱襞外翻、扩大,无法融合,脑组织暴露出来。

米奇卡等人(2015) 证实 Trim71 缺失会导致小鼠胚胎 100% 致死。从E9.5开始,Trim71 -/- 小鼠表现出严重的神经管闭合缺陷,其特征是开放的颅神经管从前脑延伸到后脑。在后期阶段,Trim71 -/- 小鼠表现出躯干普遍生长迟缓,并且所有胚胎在E14.5时均死亡。

▼ 等位基因变异体(2 个选定示例):

.0001 先天性脑积水,4
TRIM71、ARG608HIS

在 2 名不相关的患有先天性脑积水 4(HYC4; 618667) 的患者(101-1 和 102-1)中,Furey 等人(2018) 鉴定了 TRIM71 基因中的从头杂合 c.1823G-A 转变,导致 NHL 结构域第一个叶片中高度保守的残基处的 arg608-to-his(R608H) 取代。其中一名患者(102-1) 将突变传染给了产前诊断的受影响儿童。该突变是通过外显子组测序发现并经桑格测序证实的,但在 ExAC 或 gnomAD 数据库中并未发现。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究。

.0002 先天性脑积水,4
TRIM71、ARG796HIS

在患有先天性脑积水 4(HYC4; 618667) 的患者(100-1) 中,Furey 等人(2018) 在 TRIM71 基因中发现了一个从头杂合的 c.2387G-A 转变,导致 NHL 结构域第五个叶片中高度保守的残基处的 arg796 到 his(R796H) 取代。该突变是通过外显子组测序发现并经桑格测序证实的,但在 ExAC 或 gnomAD 数据库中并未发现。没有进行变体的功能研究和患者细胞的研究。