NOTCH2 N 末端类似 A; NOTCH2NLA

NOTCH2 N 末端蛋白 A
NOTCH2NL
N2N

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HGNC 批准的基因符号：NOTCH2NLA

细胞遗传学位置：1q21.1 基因组坐标（GRCh38）：1:146,148,865-146,229,021（来自 NCBI）

▼ 说明

NOTCH2NLA 是染色体 1q21 上 3 个几乎相同的功能性人类 NOTCH2（600275）样基因之一。 NOTCH2L 蛋白似乎可以调节 Notch 信号传导并促进皮质神经发生（Suzuki et al., 2018；Fiddes et al., 2018）。

▼ 克隆与表达

Duan 等人通过酵母 2 杂交筛选人脾 cDNA 文库，鉴定中性粒细胞弹性蛋白酶（NE 或 ELANE；130130）相互作用蛋白，然后进行数据库分析和 5-prime RACE（2004）克隆了全长 NOTCH2NLA，他们将其称为 N2N。 NOTCH2NLA 蛋白含有 236 个氨基酸，计算分子量为 26 kD。 NOTCH2NLA 的前 211 个氨基酸与来自 NOTCH2（参与细胞命运规范的细胞表面受体）胞外结构域的 EGF 重复 1 的部分、所有 EGF 重复 2 至 5 以及 EGF 重复 6 的一部分相同。 NOTCH2NLA C 端 24 个氨基酸序列（作者称之为 C24 结构域）在 NOTCH2 中不存在。 RT-PCR显示NOTCH2NLA在人体组织中广泛表达，其中在白细胞和淋巴结中表达量最高。 NOTCH2NLA 也在 HeLa 细胞和人类造血细胞系中表达。转染的HeLa细胞的免疫荧光分析显示NOTCH2NLA分布在整个细胞中，Western blot分析显示它也是分泌的。 HeLa 细胞的蛋白质印迹分析揭示了内源性 36-kD NOTCH2NLA 蛋白。

弗洛里奥等人（2018）鉴定出 NOTCH2NLA，他们将其称为 NOTCH2NL，是一种富含于皮质神经祖细胞中的人类特异性基因。 NOTCH2NL 的表达基本上局限于人类胎儿新皮质祖细胞的心室区。在顶端（或心室）放射状胶质细胞、基底（或外）放射状胶质细胞和神经元中，NOTCH2NL 的总 mRNA 表达模式实际上与其祖先基因 NOTCH2 相同。与神经发生中期相比，NOTCH2NL 在神经发生早期的生发区富集。

Fiddes 等人孤立地（2018）和铃木等人（2018）在人类基因组中鉴定了 4 个 NOTCH2 旁系同源物，这些同源物是由祖先 NOTCH2 基因的片段重复产生的，他们称之为 NOTCH2NLA、NOTCH2NLB（618024）、NOTCH2NLC（618025）和 NOTCH2NLR（618026）。 NOTCH2NLA、NOTCH2NLB 和 NOTCH2NLC 编码的蛋白质包含 NOTCH2 的前 6 个 EGF 重复序列，后跟一个独特的 C 端结构域。 NOTCH2NLA和NOTCH2NLC缺乏NOTCH2 N末端分泌途径信号肽，而NOTCH2NLB保留了信号肽。菲德斯等人（2018）确定 NOTCH2NLR 可能是一个无功能的假基因。

菲德斯等人（2018）检查了人类胎儿大脑，发现NOTCH2NL基因的表达模式与NOTCH2非常相似，在各种放射状胶质细胞群中NOTCH2L表达最高，包括外放射状胶质细胞，以及星形胶质细胞和小胶质细胞。

Suzuki 等人利用 RNA 测序分析（2018）发现NOTCH2NLA和NOTCH2NLB在人类胎儿皮质的整个皮质发生过程中表达，其中NOTCH2NLB的表达量高于NOTCH2NLA。 NOTCH2NLC 和 NOTCH2NLR 在整个皮质发生过程中表现出低表达。定量 RT-PCR 和直接测序证实 NOTCH2NLB 显示最高表达，其次是 NOTCH2NLA、NOTCH2NLC 和 NOTCH2NLR。 RNA原位杂交显示NOTCH2NL基因在早期以椒盐模式在整个心室区表达，而NOTCH2主要在心室区心尖部分表达。在后期，NOTCH2和NOTCH2NL基因均在外侧室下区的放射状胶质细胞中表达。

▼ 基因结构

段等人（2004）报道NOTCH2NLA基因包含6个外显子。

Fiddes 等人孤立地（2018）和铃木等人（2018）确定 NOTCH2NL 基因（包括 NOTCH2NLA）包含 5 个外显子。 NOTCH2NL基因的前4个外显子对应于NOTCH2基因的前4个外显子，外显子5对应于NOTCH2的内含子区域。菲德斯等人（2018）报道NOTCH2NLA、NOTCH2NLB和NOTCH2NLC的外显子5与NOTCH2中的相应序列相比有4-bp缺失，突变分析表明该4-bp缺失对于NOTCH2NL蛋白表达至关重要。相比之下，NOTCH2NLR 缺乏 4 bp 缺失，并且包含许多相对于 NOTCH2 和其他 NOTCH2NL 旁系同源物的编码变体，表明它可能是一个无功能的假基因。

▼ 测绘

通过基因组序列分析，Duan 等人（2004）将 NOTCH2NLA 基因定位到染色体 1q21.1。

Fiddes 等人孤立地（2018）和铃木等人（2018）将 NOTCH2NLA、NOTCH2NLB 和 NOTCH2NLC 基因对应到染色体 1q21.1。一个可能的假基因 NOTCH2NLR 对应到染色体 1p11.2，靠近 NOTCH2 基因。

▼ 基因功能

Duan 等人使用酵母 2-杂交分析、体外 Pull-down 测定和体内免疫沉淀实验（2004）证明人类 NOTCH2NLA 与含有加工过的 N 末端和完整 C 末端的 NE 相互作用。这种相互作用是由 NE 的 C 末端和 NOTCH2NLA 的 C24 结构域介导的。在体外和体内，NE 蛋白水解切割 EGF 重复序列内的 NOTCH2NLA，NOTCH2NLA 的 C24 结构域似乎提供对 NE 蛋白酶活性的抗性。体外分析表明 NOTCH2NLA 抑制 Notch 蛋白的转录活性。引起疾病的 NE 突变体破坏了 NE 与 NOTCH2NLA 的相互作用，损害了 NOTCH2NLA 和 NOTCH2 的蛋白水解，并干扰了 NOTCH2 信号传导。

弗洛里奥等人（2018）证明人 NOTCH2NL 在小鼠胚胎新皮质中的表达促进基底祖细胞增殖。

菲德斯等人（2018）表明，小鼠类器官中 NOTCH2NL 的过度表达会延迟神经元祖细胞的分化。相反，同时具有NOTCH2NLA和NOTCH2NLB纯合缺失以及NOTCH2NLC杂合缺失的人胚胎干细胞（hESC）加速了分化，表明NOTCH2NL具有延迟人皮质类器官神经元祖细胞分化的作用。作者进一步证明，不同 NOTCH2NL 等位基因的产物（参见分子遗传学）与 Notch 受体相互作用，并通过细胞内和细胞外机制增强 Notch 信号传导，并且即使不同 NOTCH2NL 等位基因的产物之间的单个、分离的氨基酸变化也具有微妙但它们增强 NOTCH2 活性的效力存在显着差异。

▼ 分子遗传学

Fiddes 等人通过分析 15 个基因组（2018）鉴定了 8 个 NOTCH2NL 等位基因，它们产生染色体 1q21 上 3 个 NOTCH2NL 基因的不同蛋白质或蛋白质丰度变体。作者还发现了 NOTCH2NLA 和 NOTCH2NLB 之间最近可能正在进行的基因转换的证据，这种转换是如此广泛，以至于他们认为 NOTCH2NLA 和 NOTCH2NLB 充当具有 4 个等位基因的单个基因，因为几乎不可能将单个等位基因分配给单个基因座。对未分化 H9 hESC 中 NOTCH2NL 等位基因的相对表达进行估计，然后进行 cDNA 文库测序，结果表明，包含分泌序列和保守的 thr 岩藻糖基化位点的长版本 NOTCH2NLA/NOTCH2NLB 显示出最高表达。

▼ 进化

弗洛里奥等人（2018）确定 NOTCH2NL 基因源自包括基因 NBPF7（613997）、ADAM30（604779）和 NOTCH2 的重复。基因重复事件发生后，发生了删除，去除了重复的 ADAM30 基因和大部分重复的 NOTCH2 基因，包括产生 2 个长 NOTCH2 剪接变体的大部分序列。剩余的重复的 NOTCH2 基因序列（即 NOTCH2NL 基因）产生仅编码 NOTCH2 胞外域的一小段的短转录本。

菲德斯等人（2018）评估了人类、黑猩猩和大猩猩中 NOTCH2NL 基因的存在和结构。他们确定，NOTCH2NL 是由人类、黑猩猩和大猩猩的最后共同祖先（LCA）之前的 NOTCH2 的部分复制而产生的。每个 NOTCH2NL 基因与 NOTCH2 具有超过 99.1% 的序列同一性，表明 NOTCH2NL 基因是在过去几百万年内创建的。黑猩猩和大猩猩缺乏功能性 NOTCH2NL 基因，而是分别具有 8 个 NOTCH2NL 假基因和 3 个 NOTCH2NL 假基因。黑猩猩和大猩猩共有 2 个几乎相同的融合假基因，而人类中不存在这些假基因，这表明这些假基因一定是在 LCA 中形成的。然后，仅在人类谱系中，2个祖先NOTCH2NL融合基因之一进化并通过异位基因转换被NOTCH2改变，并通过获得外显子1和上游产生了编码稳定NOTCH2相关蛋白的可行NOTCH2NL基因发起人。在人类基因组中没有发现另一个基因的残余物，这表明它肯定已经丢失了。复活的人类NOTCH2NL随后又复制两次，在染色体1q21.1上形成3个几乎相同的NOTCH2NL基因。黑猩猩和大猩猩也有额外的、涉及 NOTCH2NL 相关序列的物种特异性重复，但没有一个产生功能基因。菲德斯等人（2018）估计功能性 NOTCH2NL 基因的产生发生在 3 到 4 百万年前。