Mms19-KO 基因敲除小鼠

Mms19（Multiple Mutations in the Suppressor of Mutagenesis 19）基因编码一种细胞质中的铁硫簇组装成分。在真核生物中，铁硫簇对于多种酶的功能至关重要，包括DNA修复和RNA聚合酶II（Pol II）转录相关的酶。Mms19在真菌和哺乳动物中是细胞质铁硫簇组装复合物的必需组成部分，而在植物中，它则与DNA聚合酶的催化亚基相互作用，参与转录基因沉默、DNA修复和开花时间的调控[3]。

在酵母中，MMS19基因除了参与核苷酸切除修复（NER）外，还影响RNA Pol II转录。mms19突变体细胞在37°C下无法生长，且突变体提取物在Pol II转录方面表现出热不稳定性缺陷。MMS19蛋白在功能和结构上与TFIIH相似，后者是NER和转录过程中不可或缺的多蛋白复合物。MMS19蛋白虽然不是TFIIH或Pol II全酶的组成部分，但它影响TFIIH的活性，从而影响NER和转录过程[2]。

在果蝇中，MMS19对于有丝分裂至关重要。降低MMS19活性会导致有丝分裂缺陷，如纺锤体动力学和染色体分离的严重异常，以及合子MMS19缺失时不能形成成虫盘。MMS19缺失的幼虫可以通过过表达细胞周期蛋白依赖性激酶（Cdk）活化激酶（CAK）复合物来挽救，这表明MMS19在细胞分裂中的作用是使CAK（Cdk7/Cyclin H/Mat1）能够完全激活为Cdk1活化激酶。当与XPD和TFIIH结合时，CAK的亚基Cdk7磷酸化转录靶点，而不是细胞周期Cdk。相反，游离的CAK磷酸化和激活Cdk1。MMS19和XPD之间的物理和遗传相互作用研究表明，它们的相互作用阻止了XPD与CAK复合物的结合。因此，与MMS19结合的XPD释放了CAK复合物，使它们能够磷酸化Cdk1，从而促进有丝分裂的进展[1]。

人类和小鼠的MMS19基因的克隆表明，这两个物种的MMS19 cDNAs能够纠正酵母mms19缺失突变体的热敏感性生长和对紫外线辐射的敏感性，表明酵母和哺乳动物基因产物的功能保守性。人类和小鼠MMS19基因在不同组织中普遍表达，并且存在多种转录本，其中一些可能来自选择性剪接。MMS19蛋白包含几个保守区域，包括一个位于C端附近的HEAT重复域。HEAT重复的存在，加上通过同源蛋白质的功能互补，表明Mms19蛋白在组装多蛋白复合物中发挥作用，这些复合物对于NER和RNA Pol II转录是必需的[4]。

MMS19基因的转录因子c-MYC在膀胱癌细胞中上调MMS19的表达，从而促进细胞增殖、转移和对顺铂的耐药性。MMS19的表达与膀胱癌患者的预后相关，提示MMS19可能是一个有价值的诊断和治疗指标[5]。

此外，MMS19基因的转录本具有保守性，并具有不同的功能。MMS19的不同结构域在NER和转录中具有不同的功能。例如，缺乏结构域A的MMS19多肽能够满足NER中的全长MMS19的功能，但不能在转录中发挥作用。缺乏部分结构域B的MMS19多肽在转录中有效，但在NER中无效。缺乏结构域C（HEAT重复）的MMS19多肽无法发挥NER或转录的任何功能[6]。

MMS19基因还与染色体分离有关。在果蝇中，MMS19、MIP18和XPD组成的MMXD复合物定位在纺锤体上，并在有丝分裂过程中调节染色体分离。MMS19、MIP18或XPD的siRNA介导的敲低导致染色体分离异常，并在XP-D和XP-D/CS患者的细胞中增加了异常有丝分裂和核的频率[7]。

综上所述，Mms19是一种在真核生物中具有重要功能的基因，它参与细胞质铁硫簇组装、DNA修复、RNA Pol II转录和有丝分裂调控等过程。Mms19的功能与多种疾病的发生发展相关，包括膀胱癌和神经肌肉疾病。深入研究Mms19的功能和调控机制，有助于揭示疾病的发生机制，并为疾病的治疗提供新的思路和策略。