DNAL1,即dynein light chain 1,编码一种轻链蛋白,这种蛋白是轴突肌球蛋白臂(ODAs)的重要组成部分,ODAs是负责细胞内运输和细胞运动的大蛋白质复合物。DNAL1基因突变与多种疾病相关,包括原发性纤毛运动不良(PCD)、男性不育症等。
原发性纤毛运动不良(PCD)是一种遗传性疾病,其特征是纤毛和鞭毛运动缺陷。PCD患者的临床表型通常包括慢性耳鼻喉疾病、不育症以及约一半病例的左右身体对称性缺陷。这种疾病是由于影响纤毛和鞭毛结构的基因突变引起的。研究表明,PCD患者的呼吸上皮细胞中,纤毛的摆动异常,而DNAL1基因的突变可能导致这种异常。在俄罗斯患者中,DNAL1基因的变异与其他已知的PCD相关基因的变异一起被发现,这表明DNAL1可能在PCD的发病机制中发挥重要作用[1]。
此外,DNAL1基因的突变也可能导致男性不育症。例如,一项研究表明,一个ASZ患者中发现了DNALI1基因的双等位基因突变,导致精子中DNALI1的完全缺失。DNALI1的缺失导致精子中DNAH1和DNAH7的丢失,而不是DNAH10,这表明DNALI1是部分IDAs亚种的一个LIC蛋白。DNALI1的缺失还导致精子鞭毛中最细的纤维鞘(FS)不对称,免疫沉淀结果表明DNALI1可能与睾丸中的细胞质肌动蛋白复合物蛋白相互作用。DNALI1的缺失严重干扰了FS蛋白在鞭毛发生过程中的运输和组装,特别是AKAP3和AKAP4。因此,DNALI1可能具有非经典的分子功能,通过调节细胞质肌动蛋白复合物来组装鞭毛。DNALI1的缺失可能同时导致IDAs损伤和由不对称FS驱动的尾部刚性结构改变,从而导致鞭毛不能运动。最终,胞浆内精子注射(ICSI)可以有效地解决患者的生育问题[2]。
综上所述,DNAL1基因编码的轻链蛋白是轴突肌球蛋白臂的重要组成部分,其突变与多种疾病相关,包括PCD和男性不育症。DNAL1的缺失可能导致纤毛和鞭毛运动异常,进而影响呼吸、生殖等生理功能。DNAL1基因的研究有助于我们深入理解纤毛和鞭毛运动的分子机制,为相关疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Zlotina, Anna, Barashkova, Svetlana, Zhuk, Sergey, Berleva, Olga, Kostareva, Anna. 2024. Characterization of pathogenic genetic variants in Russian patients with primary ciliary dyskinesia using gene panel sequencing and transcript analysis. In Orphanet journal of rare diseases, 19, 310. doi:10.1186/s13023-024-03318-3. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39180133/
2. Wu, Huan, Liu, Yiyuan, Li, Yuqian, He, Xiaojin, Cao, Yunxia. 2023. DNALI1 deficiency causes male infertility with severe asthenozoospermia in humans and mice by disrupting the assembly of the flagellar inner dynein arms and fibrous sheath. In Cell death & disease, 14, 127. doi:10.1038/s41419-023-05653-y. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36792588/