H4 成簇组蛋白 3; H4C3

组蛋白基因簇 1,H4 组蛋白家族,成员 C; HIST1H4C
组蛋白基因簇 1,H4C
HIST1 集群,H4C
H4组蛋白家族,成员G; H4FG
H4/G

HGNC 批准的基因符号:H4C3

细胞遗传学位置:6p22.2 基因组坐标(GRCh38):6:26,103,933-26,104,337(来自 NCBI)

有关组蛋白、组蛋白基因簇和 H4 组蛋白家族的背景信息,请参见 HIST1H4A(602822)。

▼ 克隆与表达

通过基因组序列分析,Marzluff 等人(2002) 鉴定了小鼠和人类的 HIST1H4C 基因。所有小鼠和人类 H4 基因(包括 HIST1H4C)都编码相同的蛋白质。

▼ 测绘

通过分析来自染色体 6p21.3 的 YAC 重叠群,Albig 等人(1997) 表征了 35 个组蛋白基因簇,包括 H4/g。

通过基因组序列分析,Marzluff 等人(2002) 确定染色体 6p22-p21 上的组蛋白基因簇,称为组蛋白基因簇-1(HIST1),包含 55 个组蛋白基因,包括 HIST1H4C。

▼ 基因功能

有关 H4 组蛋白的功能信息,请参阅 HIST1H4A(602822)。

▼ 分子遗传学

Tessadori 等人在来自 2 个不相关家庭的 3 名患有 Tessadori-Bicknell-van Haaften 神经发育综合征 1(TEBIVANED1; 619758) 的患者中(2017) 鉴定了影响 HIST1H4C 基因中高度保守残基的杂合错义突变:K92Q(602827.0001) 和 K92R(602827.0002)。这些突变是通过基于三重奏的全外显子组测序发现的,在一名患者中从头发生,并且遗传自未受影响的父亲,而他的父亲则与另外两名患者(这两名患者是同胞)存在嵌合体。对患者成纤维细胞的研究表明,突变蛋白被整合到核小体中,但突变组蛋白 H4 分子的部分中不存在 K92 上的乙酰化和泛素化等翻译后标记。对患者成纤维细胞的 RNA-seq 分析显示多个基因的差异表达,包括组蛋白基因和参与染色体组织、DNA 包装的基因以及许多细胞周期相关基因。

泰萨多里等人(2022) 在 3 名不相关的 TEBIVANED1 男性患者(P4-P6) 中发现了 H4C3 基因(602827.0001) 中的从头杂合 K91Q 突变。该突变是通过外显子组测序发现的,但在 gnomAD 数据库中并不存在。该变体位于蛋白质的 C 端结构域。斑马鱼胚胎中突变的表达引起严重的发育缺陷,表明它是致病性的。作者假设存在显性效应。发现另外三个患有类似神经发育障碍的个体(P1-P3)携带影响核心球状结构域(P32A 和 P32L)中相同保守残基的从头杂合变异。这两种变体都不存在于 gnomAD 数据库中。然而,P32A 变体在斑马鱼胚胎中的表达仅诱导一些发育缺陷,与野生型相比,这些缺陷并未达到显着水平;未进行 P32L 的功能研究。

▼ 动物模型

泰萨多里等人(2017) 发现斑马鱼中 HIST1H4C K92Q 和 K92R 突变的表达导致严重的胚胎发育缺陷,包括大脑和眼睛发育不良、体轴生长缺陷和尾巴畸形。这些发现概括了在携带突变的患者中观察到的一些特征。对突变胚胎的分析显示,双链 DNA 断裂积累、基因组不稳定、头部和尾部细胞凋亡和核碎片增加,以及细胞周期进程被破坏。与对照组相比,还有证据表明 H4K92 乙酰化和泛素化异常。研究结果表明组蛋白 H4K92 在早期胚胎发育中发挥着重要作用。

▼ 等位基因变异体(2 个选定示例):

.0001 TESSADORI-BICKNELL-VAN HAAFTEN 神经发育综合症 1
H4C3、LYS92GLN

Tessadori 等人对一名患有 Tessadori-Bicknell-van Haaften 神经发育综合征 1(TEBIVANED1; 619758) 的 9 岁女孩(患者 1)进行了研究(2017) 鉴定了 H4C3 基因中的从头杂合 c.274A-C 颠换,导致高度保守残基处的 lys92 至 gln(K92Q) 取代。该突变是通过基于三重奏的全外显子组测序发现的。对患者成纤维细胞的分析显示突变组蛋白 H4 分子中 K92 的翻译后修饰被破坏,以及参与组蛋白动力学和细胞周期进展的基因差异表达的 RNA-seq 证据(作者将此变​​体报告为 LYS91GLN,指出“对于组蛋白,翻译过程中掺入的 N 端蛋氨酸残基被切除,导致氨基酸数发生 -1 变化。”)

泰萨多里等人(2022) 在 H4C3 基因中发现了一个从头杂合的 c.274A-C 颠换(c.274A-C, NM_003542.4),导致 3 名不相关的 TEVANED1 男性患者(P4-P6) 发生 K91Q 突变。该突变是通过外显子组测序发现的,但在 gnomAD 数据库中并不存在。该变体位于蛋白质的 C 端结构域。斑马鱼胚胎中突变的表达引起严重的发育缺陷,表明它是致病性的。作者假设存在显性效应。患者整体生长不良、肌张力低下、整体发育迟缓和畸形特征。其中两人患有自闭症谱系障碍。

.0002 TESSADORI-BICKNELL-VAN HAAFTEN 神经发育综合症 1
H4C3,LYS92ARG

Tessadori 等人在 2 名患有 Tessadori-Bicknell-van Haaften 神经发育综合征 - 1(TEBIVANED1; 619758) 的同胞中(患者 2 和 3)(2017) 鉴定了 H4C3 基因中的杂合 c.275A-G 转变,导致高度保守残基处的 lys91 到 arg(K91R) 取代。该突变遗传自未受影响的父亲,他是该突变的嵌合体。对患者成纤维细胞的分析显示突变组蛋白 H4 分子中 K91 的翻译后修饰被破坏,以及参与组蛋白动力学和细胞周期进展的基因差异表达的 RNA-seq 证据。 3号患者在婴儿期早期死于多器官衰竭(作者将此变​​体报告为 LYS91GLN,指出“对于组蛋白,翻译过程中掺入的 N 端蛋氨酸残基被切除,导致氨基酸数发生 -1 变化。”)