X-连锁RLIM基因,也称为RNF12,编码一种广泛表达的含域锌指蛋白,具有多种细胞功能。该蛋白作为辅助因子促进或抑制转录因子活性,也作为E3泛素连接酶,泛素化目标蛋白,以便随后被蛋白酶体降解(Frints等人,2019年总结)。
RNF12是一种RING-H2锌指蛋白,对LIM同源域转录因子起负协同调节作用(Bach等人,1999年)。RNF12还参与启动X染色体失活(Jonkers等人,2009年)。
Scanlan等人(1999年)通过筛选肾癌患者自身抗体识别的抗原,分离出人类RNF12 cDNA。
Ostendorff等人(2000年)利用PCR扩增了一个RNF12 cDNA,该cDNA编码一个推导出的624氨基酸蛋白,与小鼠和鸡的Rlim蛋白分别具有89%和85%的序列同源性。Northern blot分析检测到小鼠Rnf12的广泛表达。
Bach等人(1999年)表明,小鼠Rnf12结合LIM结构域,并通过招募Sin3A(607776)-组蛋白脱乙酰化酶(分别参见602949和601241)协同升压复合物发挥负协同调节剂的作用。通过对鸡翅发育的体内研究,他们观察到Rnf12的过度表达导致异常的肢体表型,类似于抑制LIM同源域因子LHX2(603759)后观察到的肢体表型。
Ostendorff等人(2000年)利用瞬时共转染证明,小鼠Rnf12的近端启动子可以在体外被普遍且更严格表达的转录因子激活,包括哺乳动物Kruppel-like转录因子(见600599)、Sox(见602148)和ets相关蛋白(见164720),和RBPJ(147183),Notch(190198)信号转导途径的介体蛋白。Ostendorff等人(2000)假设Rnf12的表达水平可能受到Notch信号转导途径的影响而调节。
Ostendorff等人(2002年)研究了RLIM作为DNA结合转录因子上辅因子交换的介质。SDS-PAGE和突变分析表明,依赖于环指的RLIM在UBCH5(602961)存在下是泛素化的。然而,RLIM不能泛素化LHX1(601999)、LHX3(600577)或ISL1(600366)转录因子。RLIM有效地泛素化LMO2(180385)和LMO4(603129),但仅在CLIM1(603450)或CLIM2(603451)缺乏LIM相互作用域的情况下。CLIM蛋白本身在RLIM存在或不存在LMO2或LHX3的情况下是特异性多泛素化的。Western blot分析和荧光显微镜显示,CLIM的蛋白酶体降解依赖于RLIM环指的存在,RLIM和CLIM水平相互关联。对突变或截短形式RLIM的分析表明,相互作用域仅限于约100个氨基酸的基本进化保守且位于中心的区域。EMSA和体外泛素化联合分析以及染色质免疫沉淀分析表明,依赖于环指的存在,RLIM能够泛素化与DNA结合LHX3相关的CLIM辅因子。Ostendorff等人(2002年)提出了一个辅因子交换模型,该模型取决于这些组分的核浓度和其他LIM域相互作用伙伴的可用性。
女性细胞中X染色体失活(XCI)的启动以XIST(314670)的转录上调为标志,XIST是一种非编码、剪接和聚腺苷化RNA,在失活的X染色体(Xi)上传播,同时吸引沉默过程所需的蛋白复合物。通过筛选小鼠或人类XIST周围10-Mb区域表达BACs的雄性和雌性转基因小鼠胚胎干(ES)细胞系,Jonkers等人(2009年)发现RNF12参与计算每个细胞核的活性X染色体数量并触发随机XCI。Rnf12 ORF是小鼠和人类XIST的端粒,其破坏导致雌性ES细胞缺乏XIST表达和XCI。相反,小鼠或人类RNF12的过度表达以剂量依赖性的方式提高了Xist表达和XCI,导致雄性细胞显示Xi,雌性细胞显示2Xi。免疫组化分析显示,Rnf12定位于雌性ES细胞的细胞核,而非Xi。Western blot分析显示,在XCI发生之前和期间,Rnf12在女性ES细胞中的表达高于男性ES细胞。雄性和雌性小鼠胚胎成纤维细胞(MEFs)中Rnf12的表达水平没有差异,这表明雌性MEFs中有1个Rnf12拷贝失活。
Shin等人(2010年)通过将Rnf12的有条件敲除靶向小鼠卵母细胞显示,突变X染色体(delta-m)的母体传递会导致女性胚胎死亡,因为Rlim积累到较高水平。他们提供了证据,证明在三角洲-米雌性胚胎中,Xist云的初始形成和Xp沉默被抑制。相反,缺乏Rlim的胚胎干细胞能够形成Xist云,并在随机X染色体失活期间沉默至少一些X连锁基因。Shin等人(2010年)得出结论,他们的研究结果为Rnf12/Rlim的母体沉积赋予了关键功能,以启动小鼠X染色体印迹失活。
Navarro等人(2011)指出,Nanog(607937)、Oct4(POU5F1;164177)和Sox2(184429),这三种支持小鼠ES细胞多能性的主要转录因子,部分通过直接与Xist内含子1结合,维持Xist抑制直到分化。Navarro等人(2011年)发现,这些转录因子也针对并抑制Rnf12。他们得出结论,Rnf12下调对维持未分化小鼠ES细胞中Xist沉默至关重要。
Gontan等人(2012)确定多能性因子REX1(614572)是RNF12在X染色体失活机制中的关键靶点。RNF12导致REX1的泛素化和蛋白酶体降解,RNF12敲除小鼠胚胎干细胞显示REX1水平增加。使用染色质免疫沉淀测序,在Xist和Tsix(300181)调控区检测到Rex1结合位点。女性胚胎干细胞中Rex1的过度表达可抑制Xist转录和X染色体失活,而男性Rex1+/-胚胎干细胞则表现出异位X染色体失活性。由此,Gontan等人(2012)提出RNF12通过剂量依赖性催化导致REX1分解,从而代表了启动X染色体失活的重要途径。Rex1和Xist仅存在于胎盘哺乳动物中,这表明这两个基因的共同进化和X染色体失活。
Shin等人(2014年)表明,在经历随机X染色体失活(rXCI)的胚胎细胞中,小鼠的Rlim水平下调。Shin等人(2014)证明,从植入前阶段开始,缺乏Rlim的雌性细胞表现出XCI的特征,包括Xist(314670)云和H3K27三甲化病灶,并具有完全的胚胎发生潜能。Shin等人(2014年)得出结论,这些结果提供了证据,证明Rlim对rXCI是不必要的,表明在小鼠中,Rlim诱导的依赖机制激活了胚胎本身的Xist。
Ostendorff等人(2000年)确定,小鼠Rnf12基因包含至少5个外显子,跨越约20 kb的基因组DNA。
通过FISH,Ostendorff等人(2000年)将RNF12基因映射到了染色体Xq13-q21,这与他们将小鼠RNF12基因定位到X染色体的结果一致。人类染色体15q21-q22上的第二个荧光信号被认为反映了一个密切相关的基因的存在。
在患有Tonne-Kalscheuer综合征(TOKAS;300978)的3代挪威家系的4名男性中,Tonne等人(2015)在RLIM基因中发现了一个半合子错义突变(Y356C;300379.0001)。通过全基因组测序发现的变异体与家族中的疾病分离。
在来自3个与TOKAS无关家族的受影响男性中,Hu等人(2016)在RLIM基因中发现了3种不同的半合子错义突变:P587R(300379.0002)、R387C(300379.0003)和R599C(300379.0004)。通过X染色体外显子组测序发现突变,并将其与家系中的疾病分离。未对变体进行功能研究。
Frints等人(2019年)在来自4个TOKAS无关家族(C、E、G和I家族)的受影响男性个体中,在RLIM基因中发现了4种不同的半合子错义突变:R365C(300379.0005)、D598N(300379.006)、R611C(30037.9.0007)和Y577H。另一名具有类似表型的男孩(a家族)携带一个意义不明的半合子P77L变异体。这些突变是通过全基因组或全基因组测序发现的,并与家族中的疾病分离,包括未受影响或轻度受影响的携带者女性。Frints等人(2019年)还审查了Tonne等人(2015年)和Hu等人(2016年)报告的4个家族,他们称之为B、D、F和H家族。除P77L外,所有报告的突变均发生在外显子5中,P77L位于外显子4中。三个突变Y356C、R365C和R387C位于假定的基本结合域,在HEK293细胞中的体外功能表达研究表明,与野生型相比,这些变体导致的RLIM泛素连接酶活性略有增加。与野生型相比,C末端催化环-H2锌指结构域中发生的4个额外突变P587R、D598N、R599C和R611C的类似研究导致泛素连接酶活性降低。没有明显的基因型/表型相关性。在斑马鱼中表达错义变异体,同时敲除rlim基因,未能挽救小头畸形表型,这表明它们都会导致功能丧失效应。对14名女性携带者的细胞进行的分析表明,与对照组相比,X失活高度偏斜(87-100%),可能会沉默突变等位基因。
Frints等人(2019年)发现,使用吗啉敲除和CRISPR/Cas9基因编辑来敲除斑马鱼rlim同源物会导致小头畸形。