C1d-flox 基因敲除小鼠

基因C1d，也称为C1D，是一个重要的核内蛋白，参与多种细胞过程，包括转录调控、基因组稳定性维护、DNA修复和RNA处理。C1d在维持宿主生命周期中发挥着关键作用。C1d与核糖体RNA基因(rRNA)的转录和加工有关，这些基因负责在核仁中转录、加工和组装核糖体RNA(rRNA)和核糖体蛋白。C1d的调节机制在植物中仍然是一个未解之谜，尤其是在与核仁组织的关系上。C1d还与染色质调节有关，与组蛋白伴侣Nucleolin 1 (NUC1)、组蛋白结合蛋白NUC2和组蛋白去甲基化酶Jumonji 14 (JMJ14)相互作用。C1d的SAS10羧基末端结构域对其在染色质配置中的功能至关重要。C1d还与潜在的核糖体小亚基加工体成分相互作用，包括先前未报道的拟南芥酵母M期磷酸化蛋白10 (MPP10)同源物。这些结果揭示了THAL在rRNA生物发生和核仁组织过程中对转录和加工事件的二重作用，首次定义了植物中SAS10/C1D家族成员的功能[2]。

C1d与DNA损伤修复有关，参与非同源末端连接(NHEJ)和同源重组(HR)等DNA双链断裂修复途径。C1d可以与DNA依赖性蛋白激酶(DNA-PK)相互作用并激活其活性，DNA-PK是DNA双链断裂修复和V(D)J重组所必需的。此外，C1d还可以与TRAX相互作用，防止TRAX与Translin结合，Translin是一个已知与DNA断裂点连接结合的因子。过表达C1d可以诱导p53依赖性细胞凋亡。C1d的敲低降低了27-1细胞和CHO衍生细胞在UV照射后的细胞存活率，尽管C1d敲低不影响核苷酸切除修复的效率。免疫染色数据支持C1d不直接参与UV损伤细胞中的DNA修复过程。然而，H2O2处理降低了LU99和786-O细胞的细胞活力。C1d敲低在LU99细胞中上调DDIT3表达，在786-O细胞中下调APEX1，表明C1d作为共抑制因子/激活因子发挥作用。这些数据解释了UV照射后细胞存活率降低的原因[1]。

C1d的表达对维持细胞内C1d水平以应对UV照射引起的DNA损伤至关重要。XPB是核苷酸切除修复复合物的一个成分，可以诱导C1D的表达以对抗UV诱导的细胞凋亡。XPB蛋白的表达可以有效地补偿27-1细胞在缺乏功能性XPB时的UV照射敏感性表型。XPB是诱导UV照射后C1D转录所必需的。C1D表达的增加有效地补偿了UV诱导的C1D蛋白的蛋白水解，从而维持细胞内C1D水平以应对UV照射引起的DNA损伤。C1D可以与XPB直接相互作用，尽管单独不足以挽救27-1细胞免受UV诱导的细胞凋亡，但C1D通过直接与XPB相互作用促进了XPB的DNA修复。这些发现提供了直接的证据，表明C1D与DNA修复复合物相关，并可能促进UV诱导的DNA损伤修复[3]。

C1D基因编码一个16kDa的DNA结合和凋亡诱导蛋白，其启动子区域已被分析以确定其转录活性。C1D基因的5'区域被克隆到一个包含增强型绿色荧光蛋白(EGFP)报告基因的无启动子载体中。通过定量荧光显微镜估计转染细胞中表达的EGFP。mRNA位置ATG -868和ATG -12之间的序列导致转染的人和小鼠细胞中EGFP表达相对最高。最活跃片段5'端附近的上游片段被鉴定为一个反向LINE-1重复元件。瞬时转染实验表明，这个LINE-1元件上存在顺式作用的抑制序列，通过减少C1D启动子的基础转录活性，在人和小鼠细胞中减少了95%以上。这一结果支持了先前的证据，表明LINE-1序列可能作为调节元件，控制附近基因的表达[4]。

C1d缺陷性原发性纤毛运动不良是一种罕见的遗传疾病，由于粘液纤毛清除不足而导致慢性呼吸道感染。欧洲呼吸学会的诊断指南主要建议通过临床病史评估(例如通过PICADAR预测工具)、鼻腔一氧化氮产生率测量、高速显微分析纤毛摆动和通过透射电子显微镜评估纤毛轴丝来评估这种疾病。本研究旨在表征C1d缺陷性原发性纤毛运动不良，并评估欧洲呼吸学会诊断指南对该类型原发性纤毛运动不良的适用性。使用对编码C1d成分的基因进行高通量测序的方法，我们在新的原发性纤毛运动不良基因CFAP46和CFAP54以及已知原发性纤毛运动不良基因CFAP221中发现了致病性变异。为了全面评估这种原发性纤毛运动不良类型，我们还分析了CFAP74致病性变异的个体。仔细评估发现，C1d缺陷性原发性纤毛运动不良与正常的内脏位置、正常的鼻腔一氧化氮产生率、透射电子显微镜下正常的纤毛超微结构和高速显微分析下正常的纤毛摆动相关。尽管有慢性呼吸道疾病，PICADAR并不能可靠地检测到这种原发性纤毛运动不良类型。然而，通过体外纤毛运输实验，我们可以证明受影响的个体表现出不足的纤毛清除。总的来说，这项研究扩展了原发性纤毛运动不良基因的范围，并强调了使用当前诊断算法时，患有C1d缺陷性原发性纤毛运动不良的个体难以诊断。为了实现诊断，遗传检测应在未来的诊断指南中得到优先考虑[5]。

综上所述，C1d是一种重要的核内蛋白，参与多种细胞过程，包括转录调控、基因组稳定性维护、DNA修复和RNA处理。C1d在维持宿主生命周期中发挥着关键作用，与核糖体RNA基因的转录和加工有关，与染色质调节有关，参与DNA损伤修复，并在疾病发生中发挥重要作用。C1D基因的转录活性受LINE-1元件的调控。C1d缺陷性原发性纤毛运动不良是一种罕见的遗传疾病，与正常的内脏位置、正常的鼻腔一氧化氮产生率、透射电子显微镜下正常的纤毛超微结构和高速显微分析下正常的纤毛摆动相关。