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美国国家科学院程序。2002年11月12日;99(23): 14994–14999.
2002年10月25日在线发布。 数字对象标识:10.1073/pnas.222425399
预防性维修识别码:PMC137533型
PMID:12403827
来自封面

中的突变Mcoln3公司与耳聋和变形金刚的色素沉着缺陷(弗吉尼亚州)老鼠

关联数据

补充资料

摘要

自发发生的小鼠突变体的耳聋通常是与耳蜗感觉毛细胞缺陷相关系统识别毛细胞关键基因的途径结构和功能。经典的半显性小鼠突变体可变地址(弗吉尼亚州)表现出早发性听力损失,前庭缺陷、色素异常和围产期致命性。第二个等位基因,弗吉尼亚州J型,产生于交叉隔离弗吉尼亚州,表现出较轻的表型。通过使用位置克隆策略,我们确定了两个粘蛋白基因家族的额外成员(Mcoln2号机组Mcoln3公司)在350-kb中弗吉尼亚州J型最小值间隔并提供证据Mcoln3公司作为基因在varitin-waddler中突变。Mcoln3公司对假定进行编码具有序列和模体相似性的六跨膜域蛋白非选择性瞬时受体电位(TRP)离子家族频道。弗吉尼亚州发生Ala419Pro等位基因替换在第五跨膜区Mcoln3公司中的、和弗吉尼亚州J型,第二序列改变(Ile362Thr)发生在cis中部分挽救了弗吉尼亚州等位基因。Mcoln3公司定位于毛细胞和质膜的细胞质室静纤毛。到胚胎第17.5天,毛细胞缺陷明显,指派Mcoln3公司早期毛细胞的重要作用成熟。我们的数据表明Mcoln3参与离子稳态细胞自主活动。因此,我们确定了一个分子链毛细胞生理学和黑素细胞功能之间的关系。最后,MCOLN2型MCOLN3号机组是的候选基因人类神经感觉障碍的遗传和/或散发形式。

感知和传输哺乳动物耳蜗中的声刺激是一个分层过程包括通过黑素细胞建立内淋巴位于血管纹内;位于上的静纤毛偏转Corti器官感觉毛细胞的顶面(OC);非选择性地打开机械敏感性转导通道可渗透阳离子,包括Ca2+; 电脉冲对第八脑神经的传导用于听觉脑干和皮层的进一步处理。突变影响这些过程通常与循环行为有关,共济失调运动和色素异常。盘旋和华尔兹表型通常由主要影响毛细胞的结构和功能,直接或间接地,导致立体纤毛紊乱和毛细胞变性。基因对毛细胞编码功能异质的包括结构蛋白(肌球蛋白、钙粘蛋白和光谱蛋白)、细胞外基质蛋白(保护蛋白)、跨膜蛋白质(通道、泵、离子孔和交换器)和其他(用于审查参见参考。1). 在众多的毛色和斑点突变体中,优势斑点(配套元件W公司),钢(风筝S公司t吨),小眼(米特夫惯性矩)和可变地址(弗吉尼亚州),表现为耳聋伴色素沉着缺陷。潜在的基因W公司,标准、和惯性矩已证明编码c-Kit受体酪氨酸激酶(2,),其配体Kitl(4,5)和Mitf转录因子(6)分别是。中的突变配套元件米特夫损害纹中黑素细胞的存活血管,导致内口电位丧失,以及耳聋(7,8).

为了确定对毛细胞功能重要的基因,我们采用了已知缺陷小鼠突变的定位克隆方法OC。两种突变,弗吉尼亚州弗吉尼亚州J型,变种沃德勒基因座,导致一组独特的等位基因特异性表型(9–11). 受影响最严重的是弗吉尼亚州/弗吉尼亚州表现为耳聋的老鼠,循环行为、不育、几乎完全白色的皮毛,以及生存能力降低(9). 最温和的表型见于+/弗吉尼亚州J型老鼠是活的,显示前庭功能正常,仅显示有限的色差和被毛色稀释,有一些残留听力(10,12,13).弗吉尼亚州J型/弗吉尼亚州J型+/弗吉尼亚州小鼠表现为中等和类似表型。听力测试和与听力相关的解剖学研究中的损失弗吉尼亚州J型原发性缺陷小鼠位于黑素细胞的感觉上皮和色素沉着减少在血管纹中(12). 发现这些缺陷独立,表明弗吉尼亚州充当细胞自主因素。因此,与其他斑点聋鼠突变体不同(米特夫惯性矩,配套元件W公司、和基特尔斯里兰卡)其中神经上皮血管纹缺损继发变性,弗吉尼亚州可能会揭示一个有趣的细胞和分子内耳毛细胞和黑素细胞共同的原理。

材料和方法

老鼠和DNA。

从The Jackson获得突变和普通近交系小鼠实验室。B6Fe合金-/a-Hoxa13Hd公司弗吉尼亚州J型小鼠回交到C57BL/6J菌株10代,露头至C3HeB/FeJ由此产生的后代进行杂交。RSV/乐-弗吉尼亚州/+老鼠露头至C3HeB/FeJ,然后交叉。交叉的后代弗吉尼亚州弗吉尼亚州J型菌株进行了指骨蛋白染色和免疫细胞化学。基因组DNA是从杰克逊实验室获得的。动物护理和程序符合美国国立卫生研究院指南(动物研究方案821/97)。

物理地图。

通过筛选ES-129/SvJ I构建物理图(Incyte Genomics,加利福尼亚州帕洛阿尔托)和C57BL/6J RPCI-23(罗斯韦尔公园癌症研究所)小鼠细菌人工染色体(BAC)库。我们用PCR和侧翼重组标记(D3Mit85型,D3Mit260型,D3Mit259型、和D3密特292). BAC端的探针ES-129/SvJ I BAC克隆用于筛选RPCI-23杂交文库。BAC克隆通过限制性试验确定大小内切酶消化不是I(NEB)后接Chef-DRII仪器上的脉冲场凝胶电泳(生物雷达)。我们使用载体特异性引物对BAC末端进行测序BigDye终止剂化学(应用生物系统)和ABI 377测序器(应用生物系统)。为了确认并确定Sp6和T7的方向最后,我们开发了序列标记位点(STS)、引物集和从BAC克隆的末端序列中提取探针,并将其映射到预测弗吉尼亚州J型使用的物理间隔PCR交叉筛选实验和Southern印迹杂交。单个BAC克隆之间的重叠通过指纹识别得到确认具有Hin公司dIII和/或生态RI单或双消化。

基因鉴定和突变分析。

RP23-108E10和RP23-121J1 BAC克隆的草图序列为由阿尔伯特·爱因斯坦分子遗传学系生成医学院基因组中心,通过transnih公司美国银行排序程序(www.nih.gov/science/models/bacsequencing)和发布到GenBank(加入编号。AC068947型AC079941型).爆炸用这些基因组搜索EST数据库序列鉴定出一组小鼠EST,与全长人cDNA克隆AK001868号.获得同源小鼠序列,我们测序了最长的EST克隆AI787597型AA756265型.我们设计了引物并对其进行了RT-PCRC57BL/6J衍生脑cDNA建立小鼠模型麦科尔3cDNA序列(GenBank登录号。AY083531号). 我们推断出它的基因组通过将小鼠和人类cDNA与基因组对齐来构建序列,使用序列比对分析搜索和DNA-Pustell矩阵对齐(macvector公司版本6.0,牛津分子)。为了鉴定突变野生型(C57BL/10J和C57BR/cdJ)和突变型(弗吉尼亚州/弗吉尼亚州弗吉尼亚州J型/弗吉尼亚州J型) 菌株通过PCR外显子特异性产物扩增与侧翼内含子序列互补的引物对。PCR是使用Advantage cDNA聚合酶混合物(CLONTECH)进行根据制造商的说明。PCR产物为凝胶按照Qiagen(Chatsworth,CA)凝胶萃取试剂盒进行纯化协议和使用ABI 377上的BigDye化学进行测序自动定序器。通过以下方法比较野生型和突变型序列使用排序器版本3.0(基因代码,密歇根州安阿伯)软件。引物在弗吉尼亚州1255G→C突变如下:5′-1138-TCAACTATGCTTCGTGTGGC-3′(正向),5′-1312-GGTAAGGGCCCCACAAATCC-3′(反面)。扩增引物穿过弗吉尼亚州J型1085T→C突变为如下:5′-970-CACTACAAGAGAGAGATTCGG-3′(正向),5′-内含子-GCCCAGAATTTTTCACAGTTGG-3′(反向)。要识别中的突变+/弗吉尼亚州J型弗吉尼亚州J型/弗吉尼亚州J型-衍生cDNA,poly(A)+RNA是从大脑和脾脏符合Oligotex Direct mRNA试剂盒协议(Qiagen),并通过使用寡聚(dT)引物逆转录SuperScript预放大系统(Invitrogen)。进行RT-PCR直接对out和结果产物进行测序。

磷灰石染色。

在Leibovitz的L-15培养基(Invitrogen)中解剖耳蜗导管来自野生型,弗吉尼亚州J型、和弗吉尼亚州老鼠。导管在室内用4%多聚甲醛固定2小时进行温度和显微解剖以分离OC。组织在0.5%Triton X-100中的PBS中渗透30分钟,在PBS中洗涤两次10分钟,然后用2μg/ml染色在PBS中加入荧光素结合的卵磷脂(Sigma)20分钟在PBS中进行三次10分钟的清洗,使用ProLong安装样品防褪色试剂盒(分子探针),并通过激光扫描进行检查共焦显微镜(LSM 510,蔡司)。

免疫细胞化学。

获取Mcoln3抗体(GenBank登录号:。AY083531号), 对兔子进行免疫(宾夕法尼亚州丹佛市Covance Research Products)合成肽1,全日空航空公司2-446-RVSECLFSLINGDDMFS-COOH和肽2,全日空航空公司2-529-KDLPNSGKYRLEDDPPGSLL-COOH(普林斯顿生物分子,宾夕法尼亚州兰霍恩)。免疫细胞化学检测如下描述(14). 如上所述解剖OC。之后在0.5%Triton X-100中渗透30分钟,清洗样品在PBS中三次培养10分钟,并在5%正常山羊血清中培养(纽约州格兰德岛生命科技公司)和2%的BSA(ICN)2小时阻断非特异性结合位点。与……孵育后3–6μg/ml的初级抗体在封闭溶液中放置2h在室温下,在PBS和在1:200稀释的荧光素结合抗兔血清中孵育IgG次级抗体(乌普萨拉Amersham Pharmacia Biotech)40min。使用ProLong Antifade试剂盒安装样品用激光扫描共聚焦显微镜(LSM 510,蔡司)进行检查。免疫前血清和一级抗体的预孵育免疫原性肽作为阴性对照。一些样品是用罗丹明缀合的鬼笔肽染色肌动蛋白。我们获得了结果相同(图。(图4)4)亲合力纯化(Covance Research产品)针对肽1的抗血清PB221和PB220,以及抗肽2的抗血清HL4559和HL4560(图。(图44).

保存图片、插图等的外部文件。对象名称为pq2224253004.jpg

Mcoln3在小鼠和大鼠OC中的定位免疫荧光。所示为通过OC的横截面,显示了Mcoln3的IHC标签。(A–E)P11处的鼠标OC,以及IHC细胞体水平的光学切片。一行IHC和三行OHC(1、2和3) 显示了。(,D类、和E类)Mcoln3的PB221标签。IHCs的细胞质是野生型密集标记(),+/弗吉尼亚州J型(D类)、和弗吉尼亚州J型/弗吉尼亚州J型(E类); 免疫前血清(B类)和过量的特异性肽(C类). 在细胞浆中也观察到一些标记职业健康保险(,D类、和E类)、和角质板下(未显示)。(F类J型)老鼠4周龄时的OC和水平的光学切片细胞体(F类H(H))和表皮板(J型)国际水文中心。全部四个反-Mcoln3公司抗血清,PB220(F类)、PB221(J型),HL4459(G公司)、和HL4460型(H(H))在细胞浆中显示出免疫反应国际控股公司。在细胞质中,标记以标点形式出现(*,)在IHC机构中在皮下区域检测到(虚线,),表皮上的项链(白色箭头,J型)和中的IHC束(白色箭头,J型). 全部的特异性在细菌表达部分Mcoln3融合蛋白(数据未显示)。立体纤毛染色在小鼠OC上也观察到(数据未显示)。(棒材,80μm)

GenBank接入号码。

小鼠粘蛋白-1(Mcoln1号机组),AF302009年; 人粘蛋白-1(MCOLN1型),AF249319型; 小鼠粘蛋白-2(Mcoln2号机组),ay085352; 人粘蛋白-2(MCOLN2型),AY083533型; 小鼠粘蛋白-3(Mcoln3公司),AY083531号; 人类粘蛋白-3(MCOLN3号机组),非洲475085;果蝇属CG8743,AAF49118型;秀丽隐杆线虫CUP-5,AF338583型; Pkd2,AF014010型; 和TRP,JU0092。基因组克隆包含Mcoln2号机组Mcoln3公司,AC068947型(RP23-108E10),以及AC079941型(RP23-121J1)。

结果

围生期耳蜗毛细胞缺陷弗吉尼亚州弗吉尼亚州J型突变体。

先前的超微结构研究显示14日龄[出生后第14天(P14)]弗吉尼亚州J型突变体(12). 确定起病时间我们检测了这两个等位基因中毛细胞缺陷的程度用扫描激光制备含鬼臼苷的整装OC制剂共焦显微镜。最初的异常迹象是在弗吉尼亚州J型/弗吉尼亚州J型早在胚胎第17.5天(E17.5),当内毛细胞(IHC)和外毛细胞(OHC)都显示不规则排列(图。(图11D类). 偶尔,差距在一排IHC中观察到,表明退化迹象(图。(图11D类,箭头)。在P5,IHC和OHC的立体纤毛束似乎长到正常长度,但在一些毛细胞的顶部,呈现出杂乱的图案(图。(图11H(H))而不是在同窝对照(图。(图11E类). 立体纤毛IHC和OHC的组织混乱从P5继续发展到P11,其中许多在OC长度内似乎缺失,以及广泛的融合和结块是明显的(图。(图3L(左), 箭头)。我们还检查了角质板水平的HCs但未发现异常情况;然而,我们偶尔会注意到毛细胞体通过网状层和毛细胞体的异常细胞质结构(数据没有如图所示)。+/弗吉尼亚州我们观察到类似的进行性紊乱,IHC和OHC在所有时间点都变得同样杂乱无章(图。(图11 C类,G公司、和K(K)). 最不严重病理学见+/弗吉尼亚州J型, 其中微绒毛的一般组织最常见E17.5正常(图。(图11B类). 然而静纤毛束在出生时很明显,主要在IHC中,其中在整个开发过程中,捆绑结构的混乱仍然很严重(图。(图11 F类J型). 只有一些轻微的迹象在P5处的OHC束中可以明显地看到无组织性(图。(图11F类)但静纤毛紊乱仍在继续进步,在第11页变得更加明显(图。(图11J型). 毛细胞缺陷从基底到顶端,沿着其发育梯度和表型的围生期表达属性到弗吉尼亚州头发发育早期的关键作用细胞分化。

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耳蜗毛细胞在变种突变体中的发育。FITC-鬼臼肽E17.5标记耳蜗毛细胞F-actin(A–D),第5页(E–H(E–H))和第11页(I–L型). 所示为通过OC的光学截面静纤毛水平。正常毛细胞可以通过以下方式区分E17.5作为微绒毛的规则阵列,从中有序排列静纤毛束发达;在野生型小鼠中,毛细胞静纤毛OHC为V形(顶部三行),IHC为直形(底部行)(,E类、和). +/弗吉尼亚州J型突变体头发E17.5处的细胞束基本正常(B类);IHC静纤毛的紊乱在出生时是严重的,并且会继续从P5开始的进展(F类)至P11(J型); 只有在P5之前,OHC束中可以明显看到轻微的紊乱迹象(F类),但OHC束的紊乱仍在继续进步,第11页更加显著(J型). +/弗吉尼亚州突变体、IHC和OHC静纤毛捆绑包在所有时间点都同样杂乱无章(C类,G公司、和K(K)). 弗吉尼亚州J型/弗吉尼亚州J型突变,静纤毛紊乱在IHC和OHC中都很明显E17.5处(D类)和P5的进展(H(H))至P11(L(左)). 在所有突变基因型中,P11静纤毛缺失,广泛融合和结块明显的,明显的(J型L(左),箭头)。空间所有突变体OC中毛细胞的组织结构保持不变有三行OHC和一行IHC。(棒材,10μm)

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的序列分析Mcoln3公司. ()预测结构示意图Mcoln3公司六个假定的跨膜结构域(S1–S6)和图中显示了推测的孔隙区域(氨基酸480–505;紫色)。中的突变Mcoln3公司用红点表示。蓝色线代表含有多克隆抗体的Mcoln3区域识别位点:针对氨基提出了PB221和PB220抗血清氨基酸446–462、HL4559和HL4560对抗氨基酸529–548。(B类)群集(clustalw)粘蛋白的排列家庭。Mcoln3、Mcoln1、Mcoln 2的多序列比对,秀丽线虫CUP-5和果蝇属CG743是以Pkd2(氨基酸478–682)和TRP(氨基酸430–665)显示。推测的跨膜结构域(S1–S6)用深蓝色表示线。预测的离子转运结构域和TRPL基序(PS50272)Mcoln3位于氨基酸337-501和氨基酸之间分别为317–505。全世界的保守氨基酸Mcoln3公司TRPL区域为黄色阴影。突变位点在Mcoln3中以红色显示,在CUP-5中以青色显示。氨基酸位置在右边给出。(C类)突变分析。顺序显示核苷酸序列和翻译的色谱仪C57BL/10J突变位点,弗吉尼亚州/弗吉尼亚州、和弗吉尼亚州J型/弗吉尼亚州J型基因组DNA。核苷酸变化以红色显示。

这个弗吉尼亚州J型临界间隔为350 kb包含三个基因。

先前进行的联动分析弗吉尼亚州到远端第3染色体(15),我们最近改进了弗吉尼亚州J型将位置映射到0.14厘米间隔(13). 要克隆弗吉尼亚州,我们建立了一个物理地图使用BAC克隆,跨越的物理距离估计不超过超过350 kb弗吉尼亚州J型重组间隔(图。(图2)。2). 两个重叠的BAC克隆(RP23–121J1和RP23–108E10),重组阳性选择侧翼标记进行样品测序。同源搜索根据这些克隆的基因组序列已知溶血磷脂酸受体基因,第7版(16),一个小鼠全长mRNAAK014467和几个重叠的小鼠EST表示先前未描述的cDNA。AK014467号小鼠转录本具有显著的氨基酸相似性(67%和分别为73%)对人粘脂质-1的敏感性(MCOLN1型,AF249319型)后来被指定为Mcoln2号机组(AY083532型) Mcoln3公司(AY083531号)分别是。

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的物理地图弗吉尼亚州J型批评的区域。粗水平灰线(底部)代表弗吉尼亚州J型临界区间由多态性定义米特鼠标上的标记3号染色体。厘米摩根。由15个重叠的BAC克隆组成用水平线表示;RPCI-23 BAC克隆以蓝色显示,Incyte Genomics BAC克隆为黑色,BAC克隆用于样本测序结果为紫色。出现坐标和相应的尺寸每个BAC克隆旁边。BAC的SP6和T7端用S或T、 分别是。BAC端用于衍生用于筛选RPCI-23 BAC库用^表示。红色虚线表示PCR交叉筛选中使用的锚定SP6和T7 BAC末端和/或Southern blot实验以确认BAC之间的重叠克隆。在候选区域内映射的基因显示为指示转录方向的箭头。Mcoln3公司外显子指示。基因组克隆包含Mcoln2号机组Mcoln3公司,AC068947型(RP23-108E10),以及AC079941型(RP23-121J1)。

粘蛋白-3(Mcoln3公司)对预测离子通道进行编码。

Mcoln3公司ORF为1662 bp,编码553 aa,预测分子量≈64 kDa(图5,即作为支持信息发布在PNAS网站上,网址:www.pnas.org). 推导出的氨基酸序列与与Mcoln2(77%)和Mcoln1(74%)的相似程度最高。二级结构分析预测Mcoln3含有六个具有短胞质氨基和羧基末端(图。(图3). 序列基序分析确定离子转运域(Pfam00520)和一个瞬态受体-类电位(TRPL)基序(PS50272)S3和S6,以及S5和S6之间的假定孔隙区域(PS50273)(图。(图3B类). Mcoln3与果蝇属CG8743(63%)和秀丽线虫杯-5(55%)同源物显著,最高程度为在TRPL基序中观察到的保守性(74%和73%,分别)。Mcoln3与Pkd2和Pkd3的氨基酸序列比较TRP仅显示有限但显著的相似性(49%和32%,分别)(图。(图3B类).

Varitint-Waddler表型与麦科尔3.

所有12个编码外显子Mcoln3公司通过以下方法分析突变家蚕基因组DNA扩增PCR产物的序列分析突变体(弗吉尼亚州/弗吉尼亚州弗吉尼亚州J型/弗吉尼亚州J型) 和对照菌株(C57BL/10J和C57BL/6J;图。图3C类). 这个弗吉尼亚州等位基因在第10外显子携带1255G→C颠倒导致Ala419Pro在第五个预测中被替换蛋白质的跨膜结构域(图。(图3 C类). 中的突变弗吉尼亚州J型是一个外显子8的1085T→C转换导致Ile362Thr替代在第二个预测的细胞外循环中(图。(图3 C类). 有趣的是,我们还检测到1255G→C核苷酸变化弗吉尼亚州J型,表明弗吉尼亚州J型在顺式中兴起弗吉尼亚州(图。(图3C类). 这些核苷酸变化与弗吉尼亚州J型在关键重组体中在亲本或其他代表性近交系中不存在。基因编码区发生突变第7版Mcoln2号机组.

Mcoln3定位于囊室和立体纤毛耳蜗毛细胞。

为了深入了解Mcoln3的细胞功能,我们确定它的亚细胞位置。通过使用多克隆抗体针对Mcoln3的细胞外或细胞质表位(图。(图3),蛋白质在OC中的分布为在野生型中测定(图。(图44)和突变小鼠(图。(图44 D类E类),和成年大鼠(图。(图44 F–J型). 在小鼠中,Mcoln3在IHCs和OHC,标签以标点符号的形式出现在头发上细胞体(图。(图44). 类似的染色也显示在IHC和一些OHC的细胞质中观察到弗吉尼亚州J型/弗吉尼亚州J型+/弗吉尼亚州J型鼠标(图。(图44 D类E类). 成人OC的免疫反应性大鼠对IHC的细胞质隔室具有特异性和集中性使用我们生成的所有四种抗Mcoln3抗血清(图。(图44 F–J型). 荧光标记也在表皮下区域(图。(图44)和表皮周围的项链(图。(图44J型). 此外,适度的免疫反应定位于静纤毛的质膜(图。(图44J型). 一致在中具有循环行为弗吉尼亚州弗吉尼亚州J型我们还检测到了突变体Mcoln3公司前庭毛细胞中的表达(数据未显示)。

讨论

本地化的高分辨率遗传和物理绘图方法弗吉尼亚州最小区域为350kb,其中三个基因已确定。唯一的核苷酸变化是在Mcoln3公司,而这些都不在父母的控制范围内(C57BR/cdJ、C57L/J、C58/J、C57-BL/6J、C57/BL/10J、C57 BL/KS、,C57BL/ScSnJ和股票-/一个maft/妈妈英尺)以及在作为近交系小鼠的不同亚群(17)比如Castle的老鼠(CBA/CaJ、129/SvJ、DBA/2J、BALB/cByJ和AKR/J)、瑞士小鼠(FVB/FnJ和NOD/LtJ)和来自不同来源的野生小鼠大陆(PERC/Ei、MOLF/Ei、捷克/Ei和CAST/Ei)表明序列改变是致病突变。此外,在杯-5(G401E和G473D)和MCOLN1型(D362Y和V446L)。这个Ala419Pro替代弗吉尼亚州第五跨膜位于预测孔隙区域附近的区域可能会导致功能增益或显性负效应(18),尽管其他功能的部分丧失等机制不能完全排除。弗吉尼亚州J型是第一名被认为是来自弗吉尼亚州联动装置测试杂交和随后的育种表明,变异株是体细胞和生殖系花叶病和等位基因弗吉尼亚州(10). 这个存在两种错义突变Mcoln3公司在里面弗吉尼亚州J型认为1085T→C过渡发生于顺式弗吉尼亚州。鉴于始终如一的温和表型弗吉尼亚州J型,它提示Ile362Thr是一种基因内抑制突变。然而,错义的因果性质的明确证据突变有待进一步的转基因实验和分子功能研究。

粘蛋白是一个新发现的阳离子通道家族小鼠中具有同源物的蛋白质(Mcoln1),D.黑腹果蝇(CG8743),以及秀丽线虫(CUP-5)。人类的突变MCOLN1型引起神经变性溶酶体紊乱IV型粘脂蛋白病(OMIM 252650)(19–22)、和功能丧失中的突变秀丽线虫-CUP-5导致内吞缺陷,大溶酶体空泡的形成和细胞凋亡的增加(23,24). 这里,我们描述另外两个成员,Mcoln2号机组Mcoln3公司哺乳动物基因家族的。的实际作用Mcoln2号机组未知,可以由蜂窝或遗传手段。Mcoln3的基序和序列相似性秀丽线虫CUP-5和人类MCOLN1以及标点符号细胞质室染色和穿刺项链表明Mcoln3与囊泡结构有关(25)、和因此在囊泡中起着关键作用。囊泡功能缺陷经常导致皮肤色素异常,如稀释、铅、胆酸或灰白突变体,其中突变肌球蛋白Va(MyoVa公司),嗜黑素(英里/小时),拉布38、和拉布27a影响运输和晚期黑素体的运输(26–29). 基于主题与离子通道相似,我们假设Mcoln3参与内耳毛的囊泡和/或细胞内离子稳态细胞和黑素细胞。

弗吉尼亚州据报道,纯合子的存活率较低(9),我们最近显示弗吉尼亚州J型纯合子C57BL/6J背景(经过六代回交)只有一个34%的生存机会(13). 可能,胚胎黑素细胞不能分化、迁移或生存,然后下游凋亡事件,类似于在空等位基因中观察到的事件属于杯-5(24),可能导致胚胎致死表型。这一观察和我们的C57BL/6J同源菌株的产生(B6。弗吉尼亚州J型)提供额外的途径进一步表征Mcoln3公司及其对遗传背景的依赖。

粘蛋白与TRP离子通道的序列和基序相似家庭(30–32)包括多囊蛋白-2(PKD2)蛋白家族非选择性细胞内离子通道(33–35). TRP信道是以六跨膜域拓扑及其对阳离子的渗透性,包括Ca2+(31),一个与机械敏感性转导共有的特性脊椎动物毛细胞中的通道。TRP家族的蛋白质是参与视觉感觉刺激的传导(36), 嗅觉(37),热接收(38)、渗透调节(39)、和机械化管理(40). TRP基因家族的两个成员,NompC公司TRPV4型(前奥斯曼-9),是表明参与了D。黑腹食肉动物秀丽线虫分别为(37,40)以及最近的小鼠同源物TRPV4型定位于内耳毛细胞(41). 我们将Mcoln3本地化为然而,静纤毛导致了一个有趣的假设,即预测的通道也可能参与感觉传导。

有几条证据表明麦克伦3:()OC和条纹中的独立缺陷血管,如图所示(12), (ii(ii))不稳定的循环行为前庭毛细胞缺陷,以及() Mcoln3定位于耳蜗和前庭毛细胞。因此,弗吉尼亚州编码内耳之间有趣的分子联系毛细胞和黑素细胞。最后,人类MCOLN2型MCOLN3号机组是遗传性和/或散发性的候选基因神经感觉障碍。

补充材料

支持图:

致谢

我们感谢Bill Pavan、Mark Fogg、Feng Qian、Emma Morton-Bours、KeithVokey和Susan Cole讨论,Doris Wu,Dennis Drayna,BobWenthold和Heinz Arnheiter对手稿的宝贵评论,Alfredo Calderon负责技术援助,Melissa Irby和Jimmy负责Fiallos用于动物群落管理。这项工作得到了国家耳聋和其他疾病研究所的校内项目沟通障碍。

缩写

  • TRP,瞬时受体电位
  • BAC,细菌人工染色体
  • IHC,内毛细胞
  • OHC、外毛细胞
  • OC,Corti器官
  • P(P)n个,出生后第天n个
  • E类n个,胚胎期n个

笔记

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