华沙断裂综合征；DEAD/H框 解旋酶 11 (DDX11 12p11.21)

解旋酶是利用ATP水解产生的能量解开退火的DNA，RNA或RNA-DNA杂合双链体的酶。这些酶包含7个高度保守的基序，并参与各种细胞过程，包括DNA复制，DNA修复，RNA转录和RNA修饰。DDX11属于解旋酶的超家族，其包含铁硫（Fe-S）基序和DEAD（asp-glu-ala-asp）/ DEAH（asp-glu-ala-his）框。像其他DEAD / DEAH框解旋酶一样，DDX11可以展开DNA-DNA和DNA-RNA双链体。DDX11参与维持基因组稳定性以及核细胞质或有丝分裂期中染色体臂和着丝粒的凝聚力。它也可组成性地定位于相间细胞的核仁中，并起核糖体RNA（rRNA）生物发生的正向调节作用。Sun等，2015年）。

细胞遗传学位置：12p11.21
基因座标（GRCh38）：12：31,073,859-31,104,798

▼ 克隆和表达
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酵母Chl1基因编码一种推定的解旋酶，似乎对正常染色体的遗传至关重要。Amann等（1996）研究了两个与酿酒酵母的Chl1基因有关的人类基因CHLR1和CHLR2（601151）。这些基因的ORF编码蛋白质的预测分子量为102 kD。这两个基因的预测ORF超过98％相同，表明它们可能具有冗余功能。

Frank and Werner（1996）使用差异展示PCR来鉴定角质形成细胞中新的cDNA，其表达受角质形成细胞生长因子（KGF; 148180）调节。鉴定了一种这样的克隆，作者将该序列称为KRG2，并从KGF刺激的角质形成细胞cDNA文库中克隆了全长cDNA。序列分析表明，KRG2 cDNA编码一种856个氨基酸的蛋白质，与酵母CHL1具有32％的同一性。Southern印迹分析表明，KRG2是多基因家族的成员。Northern印迹分析显示单个4.3-kb mRNA，其表达被KGF上调。

Sun等（2015年）报道，DDX1具有一个DEAD / DEAH框，一个Fe-S结构域，7个保守的解旋酶结构域，一个核定位信号和一个富含谷氨酸的区域。免疫组织化学分析检测到HeLa和HEK293细胞中与核仁标记共定位的内源性DDX11。细胞分离证实DDX11定位于HeLa细胞中的核仁。

▼ 基因结构
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范等（2002年）确定DDX11基因包含26个外显子，跨度约25 kb。

▼ 测绘
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Amann等（1996）通过对体细胞杂交和荧光原位杂交的分析，将CHLR1和CHLR2基因定位于染色体12p11和12p13。荧光原位杂交表明2个CHLR基因位点在物理上是不同的，并且被8至12Mb分开。其他人已经报道了涉及人表达的序列标签（EST）和2个以前未表征的cDNA的12p区域的重复，Amann等人（2003）（1996）显示的实际上是CHLR基因。CHLR1和CHLR2基因序列与数据库的比较表明，这些基因的大部分（包括编码C端区域2个功能域的外显子）已被复制为许多人类染色体上发现的大型人类端粒重复序列的一部分。结果表明，包含此推定解旋酶基因的12p染色体的较大区域的重复导致形成了许多假基因，作为亚端粒重复序列的一部分。Amann等（1996）指出，存在这些解旋酶假基因，以及其他基因的假基因，例如白介素9受体（300007），在许多亚端粒区域内，该区域的扩展可能会在不同染色体之间交换，并且可能有助于阐明染色体内和染色体间复制事件的机制。

▼ 基因功能
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Amann等（1996）发现体外转录和翻译的CHLR1和CHLR2与单链DNA有效结合。

Frank and Werner（1996）使用RNase保护试验来确定血清，EGF和细胞因子IL-1-β（147720）对KRG2表达没有影响，而角质形成细胞增殖抑制剂如TGF-β-1（190180）和TNF-α（191160），导致KRG2表达略有降低。Frank and Werner（1996）假设KRG2可能参与细胞周期调控。

Amann等（1997）显示，CHLR1和CHLR2仅在增殖的人类细胞系中表达。当细胞进入S期时，通过添加血清表达CHLR1和CHLR2来刺激静止的正常人成纤维细胞重新进入细胞周期。此外，当用佛波醇酯处理人K562细胞时，CHLR1和CHLR2的表达会丢失。Amann等（1997）也通过间接免疫荧光将人类CHLR蛋白定位在核仁上。

Vasa-Nicotera等（2005年）认为DDX11可能是人类端粒长度的决定因素。端粒长度是正常染色体功能和衰老的关键因素。人类的平均端粒长度显示出个体之间的显着差异和强大的遗传决定力。Vasa-Nicotera等（2005年）进行了定量性状连锁分析的平均白细胞端粒限制片段（TRF）的长度，通过Southern印迹法测量，在383名成年人中包括258对同胞对。平均TRF的遗传力为81.9％+/- 11.8％。平均TRF长度与12号染色体上的一个基因位显着相关（lod = 3.20）（609113）解释了平均TRF长度中总体变化的49％。初步分析表明，DDX11是一个强大的候选基因。

使用酵母2杂交筛选，Parish等（2006）显示乳头瘤病毒的E2蛋白质与CHLR1结合。突变体E2与BRD4结合（608749），但未能结合CHLR1，因此不与有丝分裂染色体相关。RNAi诱导的CHLR1耗竭也显着降低了E2定位于有丝分裂染色体上。教区等（2006年）得出结论，将乳头瘤病毒E2蛋白加载到有丝分裂染色体上需要CHLR1关联，并且代表病毒基因组维持和分离的动粒孤立机制。

Sun等人使用小的干扰RNA（2015年）发现，在HeLa或HEK293细胞中敲除DDX11可降低47S前rRNA含量，抑制rRNA启动子驱动的报道分子活性，并减少细胞生长和集落形成。染色质免疫沉淀和共免疫沉淀试验表明，DDX11与rDNA结合并与聚合酶I转录机制相互作用，包括UBF1（UBTF; 600673），SL1（见604905）和RPA194（POLR1A; 616404））。血清对HeLa细胞的刺激显着增加了DDX11的表达，并伴有RPA194和磷酸化的UBF1。DDX11主要在HeLa细胞中结合活性的，未甲基化的rDNA基因座。击倒DDX11增加rDNA重复处的异色结构，抑制UBF活性，并抑制UBF和RPA194与rDNA基因座的结合。

使用Ddx11缺陷的鸡DT40细胞，Abe等（2018）表明Ddx11在促进DNA修复和避免链间交联引起的基因组不稳定性方面发挥了重要作用。Ddx11充当Fanconi贫血（FA;参见607139）途径的后备，以促进通过同源重组修复大块病变。Ddx11与Rad9（603761）-Hus1（603760）-Rad1（603153）（9-1-1）检查点钳位共同作用以修复复制后的病变，其修复作用不会影响DNA复制过程中的分叉速度或停滞的分叉稳定性。此外，Ddx11和Rad17（603139）共同发挥作用，并通过促进构成内源复制模块的程序化无碱基位点的超突变和基因转化，促进了免疫球蛋白可变（IgV）基因的多样化。

▼ 分子遗传学
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van der Lelij等在华沙断裂综合征（WABS; 613398）的成纤维细胞和淋巴细胞中几乎检测不到DDX11蛋白水平的患者中（2010年）确定了DDX11基因中2个突变的复合杂合性：母亲等位基因上的剪接位点突变（601150.0001）和父亲等位基因上的3 bp缺失（601150.0002）。从染色体形态和对丝裂霉素C或喜树碱抑制生长的敏感性方面，将DDX11 cDNA引入患病个体的淋巴母细胞中可挽救异常表型。Van der Lelij等（2010年）提示，鉴于缺乏DDX11的细胞对丝裂霉素C和喜树碱具有超敏性，这些药物会干扰DNA复制，因此DDX11可能在复制偶联的DNA修复和姐妹染色单体凝聚的界面起作用。先证者的母亲和祖母都是剪接位点突变的携带者，分别患有子宫内膜霍奇金淋巴瘤和腺癌。Van der Lelij等（2010）建议DDX11可能是一个抑癌基因。

Capo-Chichi等人在一个近亲黎巴嫩家庭中，其中三个同胞患有华沙断裂综合征（2013）在DDX11基因（R263Q; 601150.0003）中发现了纯合的错义突变，该突变与疾病隔离并且在对照中未发现。培养的患者淋巴细胞显示丝裂霉素C诱导的染色体断裂增加，纯化的重组DDX11的生化研究表明R263Q突变通过扰动DDNA11解旋酶活性，破坏其DNA结合和DNA依赖性ATP水解。

通过全外显子测序，Alkhunaizi等（2018年）确定了5名华沙断裂综合征患者，他们在DDX11基因中具有新的纯合或复合杂合突变（参见，例如，R378P，601150.0004和V859G，601150.0005）。通过Sanger测序确认的所有突变，均与意大利/克罗地亚，巴基斯坦，沙特和埃及血统的家族中的表型分离。V859G变体似乎是创始人突变。

▼ 动物模型
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Sun等（2015年）指出，Ddx11在小鼠中的缺失是胚胎致死性的。他们发现，与野生型动物相比，斑马鱼中吗啉代介导的ddx11的敲低导致颅面和椎体缺陷，包括躯干缩短和扭曲，面部更长，眼睛较小，嘴角低而突起，眼睛距离变窄。击倒斑马鱼ddx11改变了rDNA基因座的表观遗传修饰，减少了向rDNA启动子募集的pol I，并显着降低了新生rRNA的水平。

▼ 等位基因变异体（5个示例）：
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.0001华沙断裂综合症
DDX11，IVS22DS，TC，+ 2
van der Lelij等在一个14岁的华沙断裂综合征（WABS; 613398）男孩中（2010年）确定了DDX11基因中2个突变的化合物杂合性：母亲等位基因（IVS22 + 2T-C）的内含子22的剪接位点突变，以及父亲的外显子22 的3 bp缺失（2689_2691del; 601150.0002）等位基因。剪接位点突变导致DDX11 cDNA中外显子22的最后10个碱基对缺失，而3 bp缺失导致DDX11蛋白（K897）中高度保守的赖氨酸残基缺失。

.0002华沙断裂综合症
DDX11、3-BP DEL，2689AAG
为了讨论DDX11基因内含子22的剪接位点突变（2689_2691del），由van der Lelij等在华沙断裂综合征（WABS; 613398）的患者中以复合杂合状态发现（2010），请参阅601150.0001。

通过在HEK293细胞中过度表达，Sun等人（2015年）发现，与野生型DDX11相比，K897的缺失降低了DDX11与rDNA启动子的结合，并降低了DNA依赖性ATPase活性，从而降低了rRNA的转录。

.0003华沙断裂综合症
DDX11，ARG263GLN
Capo-Chichi等人在一个来自近亲黎巴嫩家庭的2个姐妹中患有华沙断裂综合征（WABS; 613398）（2013年）鉴定出DDX11基因中788G-A过渡的纯合性，导致在Fe-S结构域中高度保守的残基处出现arg263-gln（R263Q）取代。该突变存在于未受影响父母的杂合子中，在100名黎巴嫩人或50名巴勒斯坦对照或30名健康个体和168名患有其他罕见疾病的患者的198个对照外显子中未发现。在接受丝裂霉素C处理后，来自两个受影响姐妹的淋巴细胞的中期细胞显示出染色体断裂的增加（分别为86％和68％，而健康对照组为10％），以及接受丝裂霉素C诱导的染色体的患者细胞断裂分别为46.5％和44％，显示着着丝粒异染色质排斥力（“铁路”）和过早的染色单体分离。纯化的重组DDX11的研究表明，该突变体解链双链体和2链反平行G-四链体DNA的效率比野生型低得多，只有3％的叉状双链体DNA与该突变体结合，其浓度接近于野生型DDX11。另外，该突变体的DNA依赖性ATP酶活性比野生型低18倍。Capo-Chichi等（2013）得出结论，R263Q突变对DDX11结合DNA以及执行依赖DNA的ATP水解的能力产生负面影响，从而导致该突变体无法有效地解开DNA底物。

变体功能

通过在HEK293细胞中过度表达，Sun等人（2015年）发现，与野生型DDX11相比，R263Q取代减少了DDX11与rDNA启动子的结合并降低了DNA依赖性的ATPase活性，从而降低了rRNA的转录。

.0004华沙断裂综合症
DDX11，ARG378PRO
Alkhunaizi等人在一名华裔破裂综合征（WABS; 613398）的巴基斯坦近亲父母出生的男孩中（患者2）（2018）在DDX11基因的第10外显子中鉴定出c.1133G-C颠换（c.1133G-C，NM_030653.3）的纯合性，导致arg378-pro（R378P）取代，位于DDX11基因的保守残基上。解旋酶核心结构域。亲本是突变的杂合子，在ExAC，NHLBI EVS或gnomAD数据库中不存在。功能分析表明对DDX11蛋白稳定性有破坏作用。

.0005华沙断裂综合症
DDX11，VAL859GLY
Alkhunaizi等在2名无亲缘关系的患者（患者3和4）中出生，他们是近亲的沙特阿拉伯父母，患有华沙断裂综合征（WABS; 613398）（2018）在DDX11基因的第26外显子中鉴定出c.2576T-G颠倒（c.2576T-G，NM_030653.3），导致解旋酶基序中的保守残基发生val859-gly（V859G）取代V域。通过Sanger测序确认的突变与家族中的表型分离。基因型分析证实，这两名患者共享相同的单倍型，并且在沙特人类基因组计划数据库中以1,602个载频中的1个发现了该变异，这表明V859G是沙特人群的奠基人。