DZIP1
Protein DZIP1 cinkovog prsta je protein koji je kod ljudi kodiran genom DZIP1, sa hromosoma 13.[5] Analizom genomske sekvence, Christian et al. (2002) mapirali su gen DZIP1 na hromosomskoj regiji 13q32-q33. Moore et al. (2004) locirali su DZIP1 na hromosomu 13, sekvenca 13q31.[6][7]
Aminokiselinska sekvenca
urediDužina polipeptidnog lanca je 867 aminokiselina, a molekulska težina 98-664 Da.[8]
| 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| MQAEAADWFS | SMPFQKHVYY | PLASGPEGPD | VAVAAAAAGA | ASMACAPPSA | ||||
| ASGPLPFFQF | RPRLESVDWR | RLSAIDVDKV | AGAVDVLTLQ | ENIMNITFCK | ||||
| LEDEKCPHCQ | SGVDPVLLKL | IRLAQFTIEY | LLHSQEFLTS | QLHTLEERLR | ||||
| LSHCDGEQSK | KLLTKQAGEI | KTLKEECKRR | KKMISTQQLM | IEAKANYYQC | ||||
| HFCDKAFMNQ | AFLQSHIQRR | HTEENSHFEY | QKNAQIEKLR | SEIVVLKEEL | ||||
| QLTRSELEAA | HHASAVRFSK | EYEMQKTKEE | DFLKLFDRWK | EEEKEKLVDE | ||||
| MEKVKEMFMK | EFKELTSKNS | ALEYQLSEIQ | KSNMQIKSNI | GTLKDAHEFK | ||||
| EDRSPYPQDF | HNVMQLLDSQ | ESKWTARVQA | IHQEHKKEKG | RLLSHIEKLR | ||||
| TSMIDDLNAS | NVFYKKRIEE | LGQRLQEQNE | LIITQRQQIK | DFTCNPLNSI | ||||
| SEPKGNPLAW | QAFESQPAAP | AVPMNAPALH | TLETKSSLPM | VHEQAFSSHI | ||||
| LEPIEELSEE | EKGRENEQKL | NNNKMHLRKA | LKSNSSLTKG | LRTMVEQNLM | ||||
| EKLETLGINA | DIRGISSDQL | HRVLKSVESE | RHKQEREIPN | FHQIREFLEH | ||||
| QVSCKIEEKA | LLSSDQCSVS | QMDTLSTGEV | PKMIQLPSKN | RQLIRQKAVS | ||||
| TDRTSVPKIK | KNVMEDPFPR | KSSTITTPPF | SSEEEQEDDD | LIRAYASPGP | ||||
| LPVPPPQNKG | SFGKNTVKSD | ADGTEGSEIE | DTDDSPKPAG | VAVKTPTEKV | ||||
| EKMFPHRKNV | NKPVGGTNVP | EMFIKKEELQ | ELKCADVEDE | DWDISSLEEE | ||||
| ISLGKKSGKE | QKEPPPAKNE | PHFAHVLNAW | GAFNPKGPKG | EGLQENESST | ||||
| LKSSLVTVTD | WSDTSDV |
- Simboli
Kloniranje i ekspresija
urediSekvenciranjem klonova dobijenih iz biblioteke cDNK frakcionirane veličine mozga, Nagase et al. (1999) klonirali su DZIP1, koji su označili kao KIAA0996. Transkript sadrži ponavljajuće elemente u 5-prim i 3-prim UTR-ovima, a protein od 848 aminokiselina ima slabu homologiju sa mišjim receptorom za pokretljivost posredovanim hijaluronanom. RT-PCR ELISA testom otkrivena je sveprisutna ekspresija, s najvišim nivoima u mozgu, bubrezima, jajnicima, sjemenicima, plućima, gušterači, kičmenoj moždini i svim regijama mozga odraslih. Niža ekspresija otkrivena je u srcu, jetri, skeletnim mišićima, slezeni i fetusnom mozgu i jetri.[9]
Koristeći DAZ kaosondu u 2-hibridnom skriningu kvaščeve biblioteke cDNK testisa, Moore et al. (2004) klonirali su dvije varijante prerade DZIP1, koje su nazvali DZIPt1 i DZIPt2. Upućivali su na varijantu DZIP1, koju su klonirali iz mozga Nagase et al. (1999) kao DZIPb. Sve tri varijante kodiraju proteine sa domenom cinkovog prsta tipa C2H2. Izvedeni proteini DZIPt1 i DZIPt2 sadrže 277, odnosno 867 aminokiselina. DZIPt2 ima izračunatu molekulsku masu od 98 kD. Northern blot analiza otkrila je transkripte od oko 1,35, 2,4, 3,9 i 4,4 kb u sjemenicima. Ekspresija DZIP1 bila je najveća u testisima, sa znatno nižom ekspresijom u skeletnim mišićima i jajnicima. Kvantitativna PCR analiza otkrila je DZIP1 u fetusnom mozgu, jajnicima i sjemenicima, kao i u oocitima i testisima odraslih. DZIP1 je također eksprimiran u nediferenciranim embrionskim matičnim ćelijama. Ekspresija DZIPt1 nije otkrivena u testisima muškaraca sa sindromom samo Sertolijevih ćelija, kojima nedostaju zametne ćelije. Western blot analiza ljudskih testisa otkrila je proteine DZIP1 od oko 100 i 113 kD. Imunohistokemijska analiza presjeka fetusnih testisa lokalizirala je DZIP1 u jedru i citoplazmi primordijalnih zametnih ćelija, gdje se kolokalizirao s DAZ i DAZL. U testisima odraslih osoba, DZIP1 je lokaliziran u jedima spermatogonija, s nekim citoplazmatskim bojenjem. Protein DZIP1 nije otkriven u primarnim spermatocitima, ali jeste u zrelijim zametnim ćelijama, gdje je bio pretežno jedarni. Sličan obrazac bojenja pronađen je u embrionskim matičnim ćelijama miša i testisima odraslih.
Funkcija gena
urediKoimunoprecipitacijskim testovima, Moore et al. (2004) utvrdili su da DAZ može formirati stabilne komplekse sa DZIPt1 ili DZIPt2. Analiza domena pokazala je da regija C2H2 cinkovog prsta DZIPt1 može stupiti u interakciju s više od jednog područja DAZ -a.
Molekulska genetika
uredi- Prolaps mitralnog zaliska 3
U velikoj porodici od četiri generacije s prolapsom mitralne valvule, mapiranjem na homosomu 23, sekvenca q31.3-q32.1 (MVP3), Toomer et al. (2019) identificirali su heterozigotnost za misens mutaciju u genu DZIP1, koja se potpuno odvojila od bolesti. Autori su označili promjenu S24R. odnosno S70R u dvije poznate izoforme DZIP1. Na osnovu ove porodice, kao i njihovih analiza listića mitralne valvule čoveka i modela miša, zaključili su da defekti cilija mogu uzrokovati miksomatoznu bolest mitralne valvule kod ljudi.
- Spermatogeni defekt 47
U dva nepovezana Han kineska muškarca s neplodnošću zbog odsutne ili kratka spermatozoidna biča (SPGF47), Lv et al (2020) identificirali su homozigotnost za mutacije u DZIP1 genu: nonsens (Y230X) i misens mutacija (R63Q).
Životinjski model
uredi- Prolaps mitralnog zaliska
Koristeći CRISPR-Cas9, Toomer et al. (2019) generirali su miševe sa mutacijom S14R u Dzip1 genu, što odgovara S24R DZIP1 mutaciji čovjeka. Odrasli miševi heterozigotni za varijantu S14R razvili su miksomatozne mitralne zaliske i funkcionalni prolaps mitralne zaliska (MVP). Histološka analiza pri rođenju, otkrila je da su svi heterozigotni miševi imali fenotip mitralnog zaliska promjenjive težine, koji je u korelaciji sa smanjenjem dužine cilija. Genske ontološke analize na embrionskoj (E) dobi od 13,5 dana pokazale su da su najznačajnije promjene u srcima mutanata u odnosu na kontrole bile one koje su povezane s putevima vanćelijskog matriksa (ECM); autori su sugerirali da ove promjene u sastavu ECM -a na E13,5 vjerovatno predstavljaju rane promjene u molekulskom profilu srca u razvoju. Genetičko uklanjanje Dzip1 iz progenitornih ćelija mezenhimskog zaliska rezultiralo je smanjenjem dužine primarnih cilija tokom razvoja i popratnim anatomskim promjenama u mitralnim zaliscima, slično onima koje su primijećene kod miševa mutanata S14R. Mitralni zalisci miševa sa uslovnim nokautom Dzip1 pokazali su miksomatozni fenotip, sa povećanjem proteoglikana i kolagena i gubitkom normalnih ECM zonskih granica u odnosu na kontrolne mitralne zaliske. Funkcionalna ehokardiografija otkrila je prolaps i produženje zalistaka kod miševa s nedostatkom Dzip1; MVP nikada nije primijećen kod kontrolnih miševa. Autori su zaključili da rijetke štetne mutacije DZIP1 mogu uzrokovati MVP mijenjanjem ciliogenih programa tokom razvoja.[10]
- Spermatogeni defekt
Lv et al. (2020) generirali su mužjake nokautiranih Dzip1 miševa, koji su svi bili neplodni. Nekoliko spermatozoida prikupljeno je iz epididimisa mutiranih miševa, a nisu uočeni pokretni spermatozoidi. Svjetlosna mikroskopija mutiranih spermatozoida pokazala je ozbiljne morfološke abnormalnosti, prvenstveno odsutne flagele, kao i zaostalu citoplazmu i abnormalne glave.[11]
Reference
uredi- ^ a b c GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000134874 - Ensembl, maj 2017
- ^ a b c GRCm38: Ensembl release 89: ENSMUSG00000042156 - Ensembl, maj 2017
- ^ "Human PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
- ^ "Mouse PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
- ^ "Entrez Gene: DZIP1 DAZ interacting protein 1".
- ^ Christian, S. L., McDonough, J., Liu, C., Shaikh, S., Vlamakis, V., Badner, J. A., Chakravarti, A., Gershon, E. S. An evaluation of the assembly of an approximately 15-Mb region on human chromosome 13q32-q33 linked to bipolar disorder and schizophrenia. Genomics 79: 635-656, 2002. PubMed: 11991713
- ^ Moore, F. L., Jaruzelska, J., Dorfman, D. M., Reijo-Pera, R. A. Identification of a novel gene, DZIP (DAZ-interacting protein), that encodes a protein that interacts with DAZ (deleted in azoospermia) and is expressed in embryonic stem cells and germ cells. Genomics 83: 834-843, 2004. [PubMed: 15081113
- ^ "UniProt, Q86YF9". Pristupljeno 11. 9. 2017.
- ^ Nagase, T., Ishikawa, K., Suyama, M., Kikuno, R., Hirosawa, M., Miyajima, N., Tanaka, A., Kotani, H., Nomura, N., Ohara, O. Prediction of the coding sequences of unidentified human genes. XIII. The complete sequences of 100 new cDNA clones from brain which code for large proteins in vitro. DNA Res. 6: 63-70, 1999. PubMed: 10231032
- ^ Toomer, K. A., Yu, M., Fulmer, D., Guo, L., Moore, K. S., Moore, R., Drayton, K. D., Glover, J., Peterson, N., Ramos-Ortiz, S., Drohan, A., Catching, B. J., and 32 others. Primary cilia defects causing mitral valve prolapse. Sci. Transl. Med. 11: eaax0290, 2019. Note: Electronic Article. PubMed: 31118289
- ^ Lv, M., Liu, W., Chi, W., Ni, X., Wang, J., Cheng, H., Li, W.-Y., Yang, S., Wu, H., Zhang, J., Gao, Y., Liu, C., and 19 others. Homozygous mutations in DZIP1 can induce asthenoteratospermia with severe MMAF. J. Med. Genet. 57: 445-453, 2020. [PubMed: 32051257
Dopunska literatura
uredi- Kimura K, Wakamatsu A, Suzuki Y, et al. (2006). "Diversification of transcriptional modulation: large-scale identification and characterization of putative alternative promoters of human genes". Genome Res. 16 (1): 55–65. doi:10.1101/gr.4039406. PMC 1356129. PMID 16344560.
- Gerhard DS, Wagner L, Feingold EA, et al. (2004). "The status, quality, and expansion of the NIH full-length cDNA project: the Mammalian Gene Collection (MGC)". Genome Res. 14 (10B): 2121–7. doi:10.1101/gr.2596504. PMC 528928. PMID 15489334.
- Moore FL, Jaruzelska J, Dorfman DM, Reijo-Pera RA (2004). "Identification of a novel gene, DZIP (DAZ-interacting protein), that encodes a protein that interacts with DAZ (deleted in azoospermia) and is expressed in embryonic stem cells and germ cells". Genomics. 83 (5): 834–43. doi:10.1016/j.ygeno.2003.11.005. PMID 15081113.
- Ota T, Suzuki Y, Nishikawa T, et al. (2004). "Complete sequencing and characterization of 21,243 full-length human cDNAs". Nat. Genet. 36 (1): 40–5. doi:10.1038/ng1285. PMID 14702039.
- Moore FL, Jaruzelska J, Fox MS, et al. (2003). "Human Pumilio-2 is expressed in embryonic stem cells and germ cells and interacts with DAZ (Deleted in AZoospermia) and DAZ-like proteins". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 100 (2): 538–43. doi:10.1073/pnas.0234478100. PMC 141031. PMID 12511597.
- Strausberg RL, Feingold EA, Grouse LH, et al. (2003). "Generation and initial analysis of more than 15,000 full-length human and mouse cDNA sequences". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 99 (26): 16899–903. doi:10.1073/pnas.242603899. PMC 139241. PMID 12477932.
- Christian SL, McDonough J, Liu Cy CY, et al. (2002). "An evaluation of the assembly of an approximately 15-Mb region on human chromosome 13q32-q33 linked to bipolar disorder and schizophrenia". Genomics. 79 (5): 635–56. doi:10.1006/geno.2002.6765. PMID 11991713.
- Nagase T, Ishikawa K, Suyama M, et al. (1999). "Prediction of the coding sequences of unidentified human genes. XIII. The complete sequences of 100 new cDNA clones from brain which code for large proteins in vitro". DNA Res. 6 (1): 63–70. doi:10.1093/dnares/6.1.63. PMID 10231032.