WHIRLIN; WHRN

CASK-相互作用蛋白，98-KD； CIP98
KIAA1526

HGNC 批准的基因符号：WHRN

细胞遗传学位置：9q32 基因组坐标（GRCh38）：9:114,402,080-114,505,473（来自 NCBI）

▼ 说明

在大鼠大脑中，Whrn 或 Cip98 与钙调蛋白依赖性丝氨酸激酶 Cask（300172）相互作用，并可能参与促进中枢神经系统突触传递的支架蛋白复合物的形成（Yap 等人，2003 ）。

▼ 克隆与表达

Nagase 等人通过对从尺寸分级的胎儿脑 cDNA 文库中获得的克隆进行测序（2000）克隆了 CIP98，他们将其命名为 KIAA1526。推导的蛋白质含有963个氨基酸。 RT-PCR ELISA检测到CIP98的限制性表达。在成人和胎儿全脑中检测到中等水平，其次是成人胰腺、脾脏、睾丸和卵巢。在成人肺和肝脏以及胎儿肝脏中检测到低表达，在心脏、骨骼肌和肾脏中检测到很少或没有表达。对特定大脑区域的检查显示，杏仁核、胼胝体和黑质中有强表达，而在所有其他检查的特定大脑区域中则有中等表达。

叶等人（2003）克隆大鼠 Cip98。推导的 920 个氨基酸的蛋白质包含 3 个 PDZ 结构域和一个富含脯氨酸的区域，该区域将 PDZ2 与位于 C 末端的 PDZ3 分开。原位杂交和免疫组织化学染色表明，Cip98 在某些神经元中表达，包括大脑皮层第 III 至 V 层的锥体细胞、丘脑中的投射神经元和小脑中的中间神经元。 Cip98 定位于树突和轴突。通过大鼠脑裂解物的蛋白质印迹分析，Cip98 显示出 98 kD 的表观分子质量。

姆布鲁等人（2003）证明人类 WHRN 基因交替剪接形成长转录本和短转录本。 Northern 印迹分析在肝脏和睾丸中鉴定出 2 个约 1.8 kb 和 4 kb 的转录物，在肾、脑、心脏和肺中鉴定出单个 4 kb 的转录物。小鼠和人外显子 6 中的强 Kozak 序列鉴定了短 C 末端转录本的推定 ATG 起始位置，并预测了一个由 465 个氨基酸组成、分子量为 49.3 kD 的蛋白质。在外显子 1 中，PCR 起始位点由 Kozak 共有序列识别，其前面是位于上游 153 kb 的框内终止密码子。推导的蛋白质有 906 个氨基酸（比短 C 端亚型长 441 个氨基酸），分子量为 97.3 kD。编码蛋白的序列显示，短C端亚型包含1个PDZ结构域和1个富含脯氨酸的结构域，而长亚型由3个PDZ结构域和1个富含脯氨酸的结构域组成。位于 PDZ2 和 PDZ3 结构域之间的富含脯氨酸的结构域包含几段短的聚脯氨酸。姆布鲁等人（2003）发现小鼠和人 WHRN 的氨基酸序列在整个编码序列中具有 88% 的一致性，但在 PDZ 结构域中具有 94.4% 的一致性。发现最接近同源的人类蛋白质是 Harmonin（605242），whirlin 与它的 3 个 PDZ 结构域有 65% 的相似性。

别良采娃等人（2005）鉴定了 10 个小鼠 Whrn 剪接变体，预计它们编码 156 至 918 个氨基酸的蛋白质。

▼ 基因结构

姆布鲁等人（2003）证明人类 WHRN 基因包含 12 个外显子。短 C 端亚型由 8 个外显子编码。

▼ 测绘

通过辐射杂交分析，Nagase 等人（2000）将 WHRN 基因对应到染色体 9。

▼ 基因功能

叶等人（2003）确定大鼠 Cip98 与 Cask 相互作用，Cask 是膜相关鸟苷酸激酶（MAGUK）家族的成员，该家族在突触处组织蛋白质。 Cip98 与 Cask 沿着神经元的树突共定位。

通过免疫定位，Kikkawa 等人（2005）表明旋转蛋白定位于小鼠静纤毛的尖端。在静纤毛生长过程中，whirlin 的表达是动态的，表现出有序的外观和跨静纤毛行的淡出，并揭示了从较高的静纤毛开始到较短的静纤毛的分子分级过程。内毛细胞中的回旋信号先于外毛细胞逐渐消失，这与内毛细胞静纤毛的较早成熟一致。在静纤毛缩短的肌球蛋白 XVa（MYO15A; 602666）突变体中，静纤毛尖端的回旋蛋白表达停滞并加速淡出。在whirlin突变体中，肌球蛋白XVa仍然在静纤毛中表达，但其在静纤毛尖端的出现被延迟。吉卡瓦等人（2005）得出结论，whirlin 表达是静纤毛伸长和肌动蛋白聚合的关键和动态组织者。

别良采娃等人（2005）确定小鼠 Myo15a 的 C 端 PDZ 配体与 Whirlin 的第三个 PDZ 结构域相互作用，并且这种相互作用是 Whirlin 靶向静纤毛尖端所必需的。将Myo15a重新引入Myo15a缺陷小鼠的毛细胞中，可以恢复内源性旋转蛋白向静纤毛尖端的募集。别良采娃等人（2005）得出结论，MYO15A 与回旋蛋白的相互作用是发束形态发生的关键事件。

德尔普拉特等人（2005）表明肌球蛋白XVa SH3-MyTH4区域与whirlin的短亚型结合，而肌球蛋白XVa的C末端MyTH4-FERM区域与长whirlin亚型的PDZ1和PDZ2结构域结合。跨膜神经生长因子-G1 配体（NGL1；608817）与 Whirlin 的 PDZ1 和 PDZ2 结构域结合。德尔普拉特等人（2005）假设whirlin和NGL1之间的相互作用可能涉及立体纤毛间连接的稳定。

通过对小鼠胚胎 cDNA 文库进行酵母 2 杂交分析，Mburu 等人（2006）发现whirlin 与MAGUK 家族成员p55（MPP1; 305360）相互作用。 p55 在构成静纤毛束的长静纤毛的外毛细胞和周围较短的静纤毛结构中表达。由于 p55 和蛋白 4.1R（EPB41; 130500）形成对红细胞中肌动蛋白细胞骨架组装至关重要的复合物，Mburu 等人（2006）提出p55 和whirlin 在毛细胞静纤毛中可能具有类似的作用。

van Wijk 等人使用免疫组织化学分析（2006）表明，whirlin 与 Ush2a 同工型 B（608400）和 Vlgr1b（602851）共定位于成年大鼠视网膜感光细胞和成年大鼠耳蜗外毛细胞的突触区域。范韦克等人（2006）假设 Whirlin 是大分子 PDZ 蛋白支架的一部分，在光感受器和毛细胞突触的组织中发挥作用。

Maerker 等人使用酵母 2-杂交分析（2008）发现人 SANS（USH1G; 607696）的 C 末端与牛视网膜 cDNA 文库中的 Whirlin 的 N 末端区域相互作用。在小鼠视网膜中，两种蛋白质共定位于感光细胞外丛状层、外界膜、内节和睫状体区域的突触处。在纤毛区域内，高分辨率分析显示 Sans 和 Whirlin 在连接纤毛和基底体复合体中共定位。马尔克等人（2008）表明Sans提供了与微管转移机制的连接，而whirlin似乎将2个视网膜跨膜蛋白，Ush2a亚型b和Vlgr1b锚定到特定的膜域。马尔克等人（2008）得出的结论是，这个蛋白质网络可以合作调节从内节转移载体到光感受器睫状转移系统的货物转移。

▼ 分子遗传学

常染色体隐性耳聋 31

在患有常染色体隐性遗传非综合征性耳聋的巴勒斯坦近亲多重家族的受影响成员中，对应到染色体 9q32-q34（DFNB31; 607084），最初由 Mustapha 等人报道（2002），姆布鲁等人（2003）鉴定了 WHRN 基因中的纯合无义突变（607928.0001）。

在患有常染色体隐性遗传非综合征性耳聋的突尼斯近亲家庭的受影响成员中，Tlili 等人（2005）鉴定了 WHRN 基因（607928.0006）中的纯合移码突变，该突变与该家族的表型分离。

亚瑟综合症IID型

Ebermann 等人在 2 名患有轻度先天性听力损失、色素性视网膜炎且无前庭功能障碍的德国同胞中（USH2D；611383）（2007）鉴定了 WHRN 基因中无义（607928.0002）和剪接位点突变（607928.0003）的复合杂合性。作者指出，虽然在非综合征性耳聋患者（DFNB31）中报道了影响 Whirlin C 端一半的突变，但在该 USH2 家族中发现的改变都影响了 Whirlin 的长亚型，表明它对视网膜功能至关重要。

Besnard 等人在 31 名与 USH2A 基因座无关的法国 USH2 患者中的 2 名（608400）中进行了研究（2012）分别鉴定了 WHRN 突变的纯合性和复合杂合性（607928.0004; 607928.0005）。贝斯纳德等人（2012）得出结论，WHRN 突变在导致 USH2 的突变中只占很小的比例（1.3%）。

▼ 动物模型

“旋转者”老鼠突变体（wi）对声音刺激没有反应，对内耳柯蒂氏器感觉毛细胞的详细超微结构分析表明，旋转基因编码一种参与两内毛静纤毛伸长和维持的蛋白质和外毛细胞。通过 BAC 介导的转基因校正小鼠表型和突变分析，Mburu 等人（2003）鉴定出致病基因编码 PDZ 蛋白，他们将其命名为“whirlin”。他们发现相同的基因在人类常染色体隐性耳聋基因座 DFNB31 中发生突变。

▼ 等位基因变异体（6 个精选示例）：

.0001 耳聋，常染色体隐性遗传 31
DFNB31、ARG778TER

在巴勒斯坦近亲家庭的受影响成员中，患有常染色体隐性遗传性非综合征性耳聋，对应到染色体 9q32-q34（DFNB31; 607084），最初由 Mustapha 等人描述（2002），姆布鲁等人（2003）鉴定了 WHRN 基因的外显子 10 中的 2332C-T 转换，导致 arg778-to-ter（R778X）取代和缺少第三个 PDZ 结构域的 777 个氨基酸的截短蛋白。该突变在 6 名受影响的家庭成员中以纯合状态存在，而在未受影响的家庭成员中则不存在或以杂合状态存在。在 100 名听力正常的无关约旦个体或来自患有常染色体隐性非综合征性耳聋的多重家族的 150 名先证者中未发现该突变，表明这是一种罕见的耳聋形式。

.0002 USHER 综合征，IID 型
DFNB31、GLN103TER

Ebermann 等人在 2 名患有轻度先天性听力损失、色素性视网膜炎且无前庭功能障碍的德国同胞中（USH2D；611383）（2007）鉴定了 WHRN 基因外显子 1 中 307C-T 转变的复合杂合性，导致供体中的 gln103-to-ter（Q103X）取代和剪接位点突变（837+1G-A; 607928.0003）内含子 2 的位点，导致外显子 2 的框内跳跃。预计剪接位点突变会导致 Whirlin 的异常长亚型缺失 73 个残基（9 个来自 PDZ1，即 53 个残基接头区域，11 个来自 PDZ2）。在 100 名健康对照者中未发现突变。

.0003 USHER 综合征，IID 型
DFNB31、IVS2DS、G-A、+1

讨论 Ebermann 等人在 2 名患有轻度先天性听力损失、色素性视网膜炎和无前庭功能障碍的同胞中以复合杂合状态发现的 WHRN 基因剪接位点突变（837+1G-A）（USH2D; 611383）（2007），参见 607928.0002。

.0004 USHER 综合征，IID 型
DFNB31，1-BP DEL，737C

Besnard 等人在一名 II 型 Usher 综合征（USH2D; 611383）患者中进行了研究（2012）鉴定了 WHRN 基因外显子 2 中 1 bp 缺失（737delC）的纯合性，导致移码（Pro246fs），预计会导致提前终止密码子。 Besnard 等人在一名无关的 USH2 患者中（2012）鉴定了 WHRN 基因外显子 2 中 737delC 和 1-bp 重复（680dupG; 607928.0005）的复合杂合性，也导致预计会导致提前终止的移码（Tyr228fs）。

.0005 USHER 综合征，IID 型
DFNB31，1-BP DUP，680G

Besnard 等人讨论了在 II 型 Usher 综合征（USH2D; 611383）患者中以复合杂合状态发现的 WHRN 基因中的 1-bp 重复（680dupG）（2012），参见 607928.0004。

.0006 耳聋，常染色体隐性遗传 31
DFNB31，1-BP DEL，2423G

Tlili 等人通过对患有常染色体隐性遗传非综合征性耳聋的突尼斯家庭受影响成员的 WHRN 基因进行突变筛查，发现与 DFNB31（607084）区域有联系（2005）鉴定了 1 bp 缺失的纯合性（c.2423delG, NM_015404.1），产生移码并导致过早终止密码子（长亚型中的 Gly808AspfsTer11；短亚型中的 Gly457AspfsTer11）。在未受影响的父母和未受影响的同胞中发现杂合状态的缺失。