Гомолог белка MutS 5 — это белок , который у людей кодируется геном MSH5 . [ 5] [6] [7] [8]
Функция
Этот ген кодирует член семейства белков mutS, которые участвуют в процессах репарации несоответствий ДНК или мейотической рекомбинации. Этот белок похож на белок Saccharomyces cerevisiae, который участвует в точности мейотической сегрегации и кроссинговере. Этот белок образует гетероолигомеры с другим членом этого семейства, гомологом mutS 4. Альтернативный сплайсинг приводит к четырем вариантам транскрипта, кодирующим три различные изоформы. [8]
Мутации
Мыши , гомозиготные по нулевой мутации Msh5 (Msh5-/-), жизнеспособны, но бесплодны. [9] У этих мышей стадия профазы I мейоза является дефектной из-за нарушения спаривания хромосом . Эта мейотическая неудача приводит у самцов мышей к уменьшению размера яичек , а у самок — к полной потере структур яичников .
Было проведено генетическое исследование для проверки женщин с преждевременной недостаточностью яичников на наличие мутаций в каждом из четырех мейотических генов. [10] Среди 41 женщины с преждевременной недостаточностью яичников две оказались гетерозиготными по мутации в гене MSH5; среди 34 фертильных женщин (контрольная группа) мутаций в четырех протестированных генах обнаружено не было.
Полученные данные на мышах и людях указывают на то, что белок MSH5 играет важную роль в мейотической рекомбинации.
У червя Caenorhabditis elegans белок MSH5 требуется во время мейоза как для нормальной спонтанной, так и для вызванной гамма-облучением кроссоверной рекомбинации и образования хиазм. [11] Мейотическая рекомбинация часто инициируется двухцепочечными разрывами. Мутанты MSH5 сохраняют способность восстанавливать двухцепочечные разрывы ДНК, которые присутствуют во время мейоза, но они выполняют эту репарацию таким образом, что это не приводит к кроссоверам между гомологичными хромосомами. [11] Известный механизм некроссоверной рекомбинационной репарации называется синтез-зависимым отжигом цепей (см. гомологичная рекомбинация ). Таким образом, MSH5, по-видимому, используется для направления рекомбинационной репарации некоторых двухцепочечных разрывов в сторону кроссинговера, а не в сторону некроссинговера.
^ abc ENSG00000235569, ENSG00000204410, ENSG00000230293, ENSG00000235222, ENSG00000237333, ENSG00000227314, ENSG00000233345 GRCh38: Ensembl выпуск 89: ENSG00000230961, ENSG00000235569, ENSG00000204410, ENSG00000230293, ENSG00000235222, ENSG00000237333, ENSG00000227314, ENSG00000233345 – Ensembl , май 2017 г.
^ abc GRCm38: Ensembl выпуск 89: ENSMUSG00000007035 – Ensembl , май 2017 г.
^ "Human PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
^ "Mouse PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
^ Her C, Doggett NA (август 1998 г.). «Клонирование, структурная характеристика и хромосомная локализация человеческого ортолога гена MSH5 Saccharomyces cerevisiae». Genomics . 52 (1): 50–61. doi :10.1006/geno.1998.5374. PMID 9740671.
^ ab Winand NJ, Panzer JA, Kolodner RD (октябрь 1998 г.). «Клонирование и характеристика человеческих и Caenorhabditis elegans гомологов гена MSH5 Saccharomyces cerevisiae». Genomics . 53 (1): 69–80. doi : 10.1006/geno.1998.5447 . PMID 9787078.
^ Snowden T, Shim KS, Schmutte C, Acharya S, Fishel R (январь 2008 г.). "hMSH4-hMSH5 аденозиновый нуклеотид процессинг и взаимодействие с гомологичной рекомбинационной машиной". Журнал биологической химии . 283 (1): 145–54. doi : 10.1074/jbc.M704060200 . PMC 2841433. PMID 17977839 .
^ ab «Ген Entrez: гомолог 5 MSH5 mutS (E. coli)» .
^ Эдельманн В., Коэн П.Е., Кнейтц Б., Винанд Н., Лия М., Хейер Дж., Колоднер Р., Поллард Дж.В., Кучерлапати Р. (январь 1999 г.). «Гомолог MutS 5 млекопитающих необходим для спаривания хромосом в мейозе». Природная генетика . 21 (1): 123–7. дои : 10.1038/5075. PMID 9916805. S2CID 28944216.
^ Mandon-Pépin B, Touraine P, Kuttenn F, Derbois C, Rouxel A, Matsuda F, Nicolas A, Cotinot C, Fellous M (январь 2008 г.). «Генетическое исследование четырех мейотических генов у женщин с преждевременной недостаточностью яичников». European Journal of Endocrinology . 158 (1): 107–15. doi : 10.1530/EJE-07-0400 . PMID 18166824.
^ ab Kelly KO, Dernburg AF, Stanfield GM, Villeneuve AM (октябрь 2000 г.). «Caenorhabditis elegans msh-5 требуется как для нормального, так и для индуцированного радиацией мейотического кроссинговера, но не для завершения мейоза». Genetics . 156 (2): 617–30. doi :10.1093/genetics/156.2.617. PMC 1461284 . PMID 11014811.
^ Her C, Wu X, Griswold MD, Zhou F (февраль 2003 г.). «Человеческий гомолог MutS MSH4 физически взаимодействует с белком 1, связывающим супрессор опухолей фон Хиппель-Линдау». Cancer Research . 63 (4): 865–72. PMID 12591739.
^ Bocker T, Barusevicius A, Snowden T, Rasio D, Guerrette S, Robbins D, Schmidt C, Burczak J, Croce CM, Copeland T, Kovatich AJ, Fishel R (февраль 1999 г.). "hMSH5: человеческий гомолог MutS, который образует новый гетеродимер с hMSH4 и экспрессируется во время сперматогенеза". Cancer Research . 59 (4): 816–22. PMID 10029069.
Дальнейшее чтение
Her C, Zhao N, Wu X, Tompkins JD (2007). «Гомологи MutS hMSH4 и hMSH5: разнообразные функциональные проявления у людей». Frontiers in Bioscience . 12 : 905–11. doi : 10.2741/2112 . PMID 17127347.
Sargent CA, Dunham I, Campbell RD (август 1989). «Идентификация множественных генов, связанных с островком HTF, в области III класса главного комплекса гистосовместимости человека». The EMBO Journal . 8 (8): 2305–12. doi :10.1002/j.1460-2075.1989.tb08357.x. PMC 401163 . PMID 2477242.
Albertella MR, Jones H, Thomson W, Olavesen MG, Campbell RD (сентябрь 1996 г.). «Локализация восьми дополнительных генов в главном комплексе гистосовместимости человека, включая ген, кодирующий бета-субъединицу казеинкиназы II (CSNK2B)». Genomics . 36 (2): 240–51. doi :10.1006/geno.1996.0459. PMID 8812450.
Эдельманн В., Коэн П.Е., Кнейц Б., Винанд Н., Лия М., Хейер Дж., Колоднер Р., Поллард Дж.В., Кучерлапати Р. (январь 1999 г.). «Гомолог MutS 5 млекопитающих необходим для спаривания хромосом в мейозе». Природная генетика . 21 (1): 123–7. дои : 10.1038/5075. PMID 9916805. S2CID 28944216.
Bocker T, Barusevicius A, Snowden T, Rasio D, Guerrette S, Robbins D, Schmidt C, Burczak J, Croce CM, Copeland T, Kovatich AJ, Fishel R (февраль 1999 г.). "hMSH5: гомолог человеческого MutS, который образует новый гетеродимер с hMSH4 и экспрессируется во время сперматогенеза". Cancer Research . 59 (4): 816–22. PMID 10029069.
Xie T, Rowen L, Aguado B, Ahearn ME, Madan A, Qin S, Campbell RD, Hood L (декабрь 2003 г.). «Анализ генно-плотного главного комплекса гистосовместимости класса III и его сравнение с мышью». Genome Research . 13 (12): 2621–36. doi :10.1101/gr.1736803. PMC 403804 . PMID 14656967.
Anderson NL, Polanski M, Pieper R, Gatlin T, Tirumalai RS, Conrads TP, Veenstra TD, Adkins JN, Pounds JG, Fagan R, Lobley A (апрель 2004 г.). «Протеом человеческой плазмы: неизбыточный список, разработанный путем объединения четырех отдельных источников». Молекулярная и клеточная протеомика . 3 (4): 311–26. doi : 10.1074/mcp.M300127-MCP200 . PMID 14718574.
Snowden T, Acharya S, Butz C, Berardini M, Fishel R (август 2004 г.). "hMSH4-hMSH5 распознает соединения Холлидея и образует специфичный для мейоза скользящий зажим, который охватывает гомологичные хромосомы". Molecular Cell . 15 (3): 437–51. doi : 10.1016/j.molcel.2004.06.040 . PMID 15304223.
Йи В, Ву Икс, Ли Т.Х., Доггетт Н.А., Хер С (июль 2005 г.). «Два варианта гомолога MutS hMSH5: распространенность у людей и влияние на взаимодействие белков». Связь с биохимическими и биофизическими исследованиями . 332 (2): 524–32. дои : 10.1016/j.bbrc.2005.04.154. ПМИД 15907804.
Lee TH, Yi W, Griswold MD, Zhu F, Her C (январь 2006 г.). «Формирование гетерокомплекса hMSH4-hMSH5 является предпосылкой для последующего набора GPS2». DNA Repair . 5 (1): 32–42. doi :10.1016/j.dnarep.2005.07.004. PMID 16122992.
Руал Дж.Ф., Венкатесан К., Хао Т., Хирозане-Кисикава Т., Дрико А., Ли Н., Берриз Г.Ф., Гиббонс Ф.Д., Дрез М., Айви-Гедехуссу Н., Клитгорд Н., Саймон С., Боксем М., Мильштейн С., Розенберг Дж., Голдберг Д.С., Чжан Л.В., Вонг С.Л., Франклин Г., Ли С., Альбала Дж.С., Лим Дж., Фротон С., Лламосас Е., Чевик С., Бекс С., Ламеш П., Сикорски Р.С., Ванденхауте Дж., Зогби Х.И., Смоляр А., Босак С., Секерра Р., Дусетт-Стамм Л., Кьюсик М.Е., Хилл Д.Е., Рот Ф.П., Видал М. (октябрь 2005 г.). «К карте сети белок-белковых взаимодействий человека в масштабе протеома». Природа . 437 (7062): 1173–8. Bibcode : 2005Natur.437.1173R. doi : 10.1038/nature04209. PMID 16189514. S2CID 4427026.
Секин Х, Феррейра Р.К., Пан-Хаммарстрём К., Грэм Р.Р., Зиемба Б., де Врис С.С., Лю Дж., Хиппен К., Койт Т., Ортманн В., Ивахори А., Эллиотт М.К., Оффер С., Скон С., Дю Л., Новицке Дж. , Ли А.Т., Чжао Н., Томпкинс Дж.Д., Альтшулер Д., Грегерсен П.К., Каннингем-Рандлс С., Харрис Р.С., Хер С., Нельсон Д.Л., Хаммарстрем Л., Гилкесон Г.С., Беренс Т.В. (апрель 2007 г.). «Роль Msh5 в регуляции рекомбинации переключателей класса Ig». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 104 (17): 7193–8. Бибкод : 2007PNAS..104.7193S. doi : 10.1073/pnas.0700815104 . PMC 1855370. PMID 17409188 .
Szafranski K, Schindler S, Taudien S, Hiller M, Huse K, Jahn N, Schreiber S, Backofen R, Platzer M (2007). «Нарушение правил сплайсинга: динуклеотиды TG функционируют как альтернативные 3'-сайты сплайсинга в U2-зависимых интронах». Genome Biology . 8 (8): R154. doi : 10.1186/gb-2007-8-8-r154 . PMC 2374985 . PMID 17672918.