ASH1L

Az ASH1L (más néven huASH1, ASH1, ASH1L1, ASH1-like vagy KMT2H) hiszton-lizin-N-metiltranszferáz, melyet emberben az 1. kromoszóma q22 sávján lévő ASH1L gén kódol. Az ASH1L a Drosophila Ash1 (absent, small, or homeotic-like) humán homológja. Gén Az Ash1-et a Drosophilában imágólemez-mutáns fenotípust okozó génként fedezték fel. E gén a trithorax fehérjecsoport (trxG) tagja, mely a Hox gének expressziójának és a testtájak azonosságában érintett transzkripcióaktivátorokat tartalmaz. A Drosophila Ash1-e a trithoraxszal kölcsönhatva szabályozza az ultrabithorax expresszióját.

A humán ASH1L hosszú, és az 1. kromoszóma q22 sávján található. E régió számos humán neopláziában, például leukémiában, nem Hodgkin-limfómában és egyes szilárd tumorokban átrendeződik. A gént számos szövet expresszálja hosszú mRNS-transzkriptumként, szintje agyban, vesében és szívben a legnagyobb. Az ASH1L mutációi kapcsolatban állhatnak az autizmussal, az epilepsziával és az értelmi fogyatékossággal. Szerkezet A humán ASH1L fehérje 2969 aminosavból áll, molekulatömege 333 kDa. Rendelkezik SET-asszociált doménnel (AWS), SET doménnel, poszt-SET doménnel, bromodoménnel, bromo-szomszédos homológiadoménnel és növényhomeodomén-ujjal (PHD-ujj). A humán és Drosophila-Ash1 SET és PHD-ujjdoménjei 66%, illetve 77% hasonlóságot mutatnak. A Drosophila Ash1-e nem tartalmaz bromodomént.

A SET domén felel az ASH1L hiszton-metiltranszferáz- (HMTáz) aktivitásáért. Más fehérjékkel ellentétben, ahol a SET-domén C-terminális, az ASH1L SET doménje a fehérje közepén van. Katalitikus doménje kristályszerkezete, benne az AWS, SET és poszt-SET doménekkel, 2,9 Å pontossággal ismert. A szerkezet alapján a szubsztrátkötő üreget a poszt-SET domén egy köre lezárja, és mivel a kör mutációja stimulálja az ASH1L HMTázaktivitását, a kör szabályzó szerepet játszhat. Expressziós minták és időzítés Az ASH1L-et az egész szervezet expresszálja. Az agyban az ASH1L-et számos terület és sejttípus expresszálja, beleértve az excitációs és gátló neuronokat, asztrocitákat, oligodendrocitákat és mikrogliasejteket. Az ASH1L ezenkívül nem mutat specificitást agyi régióra: a humán ASH1L mRNS-expressziós szintje közel egyenlő az agykéreg különböző részeiben. Egérben ehhez hasonlóan az ASH1L-t a hippokampusz, a talamusz, a hipotalamusz, a mozgatókéreg és a bazolaterális amigdala is expresszálják. Emberben az ASH1L-expresszió prenatálisan éri el maximumát, majd születés után csökken, majd egy második csúcsot ér el felnőttkorban. Egérben az ASH1L-t a fejlődő központi idegrendszer már 8,5 napos embrióban is expresszálja, és a felnőtt egér agya is expresszálja. Mindezek alapján az ASH1L agyi expressziója térben és időben is kiterjed. Funkció Az ASH1L a magi szemcsékre és szoros kapcsokra lokalizálódik, ahol feltehetően az adhéziómediált jelzésben vesz részt. ChIP-elemzés alapján az ASH1L az aktívan átírt gének 5′-átírtrégiójához kapcsolódik. Kromatinfoglalása az MLL1 TrxG-rokon H3K4-HMTázéhoz hasonló, azonban az ASH1L kromatinasszociációja az MLL1-étől függetlenül is történhet. Mikor az ASH1L a karbantartó gének 5′-átírtrégiójához kapcsolódik, a Hox gének teljes átírt részén elterjedt. Az ASH1L a HOXA6 és HOXA10 maximális expressziójához és H3K4-metilációjához szükséges.

A Hox-promoter-reporter-szerkezet aktiválása HeLa-sejtekben az MLL1-et és az ASH1L-t egyaránt igényli: egyik fehérje se elegendő önmagában a transzkripció aktiválásához. Az ASH1L metiltranszferáz-aktivitása nem szükséges a Hox gén aktiválásához, hanem represszív hatású. Az ASH1L-knockdown K562 sejtekben növeli az ε-globin-gén expresszióját, és csökkenti a GPIIb és GPIIIa mielomonocita-markerek expresszióját, míg a vonalmarker-negatív vérképző progenitorsejtekben a differenciálódást a mielomonocita-vonalaktól a limfoid vagy eritroid vonalak felé tolja. Ezek alapján az ASH1L az MLL1-hez hasonlóan a vérképző őssejtek mielomonocita-differenciálódását könnyíti.

Az ASH1L HMTázaktivitásának in vivo célpontja kissé vitatott volt. Blobel kimutatták, hogy in vitro az ASH1L metilálja a H3K4-peptideket, és az ASH1L eloszlása a transzkriptált génekben a H3K4-éhez hasonló. Ezzel szemben 2 másik tanulmány szerint az ASH1L HMTázaktivitása a H3K36 felé irányul nukleoszómaszubsztráttal. Klinikai jelentőség Több mint 100 patogén – betegségokozó – ASH1L-variáns van. A variánsok mintegy fele de novo jelenik meg, a többi öröklött. Az öröklött változatok mintegy fele anyai, fele apai ágon öröklődik. A betegségokozó változatok közt lehetnek misszenz, nonszenz és kereteltolódásos mutációk. A misszenz mutációk a génen mintegy egyenletesen oszlanak el ismert funkcionális doménre való lokalizáció nélkül.

Minden érintett heterozigóta az ASH1L-mutációkra nézve. Egy patogén példány betegséget okoz, ami két különböző genetikai mechanizmus – a haploinszufficiencia vagy a domináns negatív funkció – eredménye. A ClinGen klinikai genomikai forrás szerint „elegendő bizonyíték van a haploinszufficienciára” az ASH1L esetén.

Az ASH1L-mutációkhoz kapcsolódó leggyakoribb fenotípusok vagy betegségek az autizmus spektrumzavar (ASD), az epilepszia, az értelmi fogyatékosság és a figyelemhiányos hiperaktivitás-zavar (ADHD). A Simons Alapítvány Autizmuskutató Kezdeményezése (SFARI) az ASH1L-t 1,1-re értékeli, vagyis az ASH1L magas konfidenciájú autizmusgén az autizmushoz való kapcsolatra utaló legjobb bizonyítékokkal.

Jegyzetek

Források

További információk

A Simons Foundation Autism Research Initiative oldala az ASH1L-ről Clinical Genome Resource-információ az ASH1L-ről CARE4ASH1L alapítvány az ASH1L mutációiban érintett családoknak

Kategória:Onkológia Kategória:Autizmus