The CFTR mutations database CFTR遺伝子

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The cystic fibrosis transmembrane conductance regulator gene (CFTR, OMIM #602421) is member of ATP-binding cassette sub-family C (ABCC7). 1989年に発見されたこの遺伝子は(Kerem et al, 1989; Riordan et al, 1989; Rommens et al, 1989)、第7染色体の長腕(バンド7q31-q32)(位置117, 119, 358-117, 308, 719)に188,702 bpにわたり、当初1〜24番で、エクソン6、14および17についてはaおよびbが細分された27エキソンからなる (Zielenski et al., 1991). 成熟転写産物は、4,440塩基のオープンリーディングフレームを含む6,129塩基の長さである(参照配列:NM_000492)。

Ensembl Gene ID: ENSG00000001626

Chromosome 7 ( NCBI, or HGNC)

Nomenclature

The UMD-CFTR used the recommended nomenclature guidelines by the Human Genome Variation Society (www.hgvs.org/mutnomen/) e.g…… (英語)。 cDNAベースの番号付けでは、ATG翻訳開始コドンのAを+1、エキソン番号を1〜27とした。

UMD-CFTRでは、コーディング参照配列は、Gの代わりにc.1408Aを除いてNM_000492であり、参照タンパク質配列は、p.Val470の代わりにp.Met470を除いてNP_000483です。

嚢胞線維症突然変異データベースコンソーシアム番号( www.genet.sickkids.on.ca/cftr/ )に慣れたユーザーにとって便利であるように、2つのダウンロードファイルを提供します。

– エクソンとヌクレオチドの対応番号:共通の番号付け(エクソンは白、ヌクレオチドは黒)、推奨番号付け(赤)。 各エクソンには、最初と最後のヌクレオチドが表示されています。 (download) (Show/Hide)

– 変異名称の対応表。 (ダウンロード)

Coding sequence (Show/Hide)

The CFTR mutations

これまでに約1700のCFTR配列変異とバリエーションが報告されています(www.genet.sickkids.on.ca/cftr)。 嚢胞性線維症の原因として世界で最も多い変異は、p.Phe508delと名付けられた508位のフェニルアラニン残基をコードする3塩基の欠失で、CFTRタンパク質が小胞体(ER)で折り畳む能力を損ない、それによってER処理中のタンパク質の急速な分解が促進されるものである。 p.Phe508del-CFTR-cDNAの異種発現により、この変異タンパク質はコアグリコシレーションのみを獲得し、複雑なオリゴ糖鎖を獲得しないため、細胞表面へ輸送されないことが明らかになった。 p.Phe508delは、CFTRの正しいフォールディングを阻害し、また、小胞体輸送に必要と思われるNBD1の3残基の二塩基酸の出口コードを構造的に隠してしまう。
CFにおける分子の対立遺伝子異質性は、多くの研究で、集団間のp.Phe508delの頻度に著しい差があり、ヨーロッパで北西から南東に向かって減少傾向にあることが示されている。

CFTR変異のクラス

CFTR遺伝子における変異は、その分子機構とCFTR生合成、代謝、機能の異なる側面への影響により、6つのクラスに分類することができる。 ナンセンス変異、フレームシフト変異、重度のスプライシング変異など、mRNAに早期の翻訳終結シグナル(停止コドン)が導入されるものである。 トランケートされたタンパク質は不安定で、急速に分解されるため、アピカル膜にタンパク質が存在しないことになる(p.Gly542X, c.489+1G>T (621+1G>T), c.579+1G>T (711+1G>T))

Class II:タンパク質成熟に影響を与える変異。 これらは、正しく折り畳まれず、アピカル膜上の機能部位に輸送されないタンパク質(p.Phe508del, p.Ile507del, p.Asn1303Lys) の生産をもたらす。

Class III:チャネル制御に変化を与える変異。 変異タンパク質は適切に輸送され、細胞膜に局在するが、活性化されず、塩化物チャネルとして機能しない(NBD内にあるミスセンス)、(p.Gly551Asp)

Class IV:塩化物伝導に影響を与える変異。 クラスV:CFTRタンパク質が細胞膜に正しく輸送されるが、Cl-流量の減少を生じる突然変異(ほとんどが膜スパンドメイン内にあるミスセンシング)、(p.Arg117His, p.Arg334Trp).

クラスV:頂膜で正常に機能しているCFTRのレベルを減少する突然変異(一部スプライシング異常または輸送効率の低いミスセンシング) (c.1210-12)T(5T allele)、c.3140-26A>G(3272-26A>G)、c.3850-2477C>T(3849+10kbC>T))

Class VI:CFTR存在の安定性を下げる、または他のチャンネルの制御に影響を与える突然変異。 少数の患者で調査されているが、ほとんどのクラスVI変異は重症であると考えるべきである。


Welsh and Smith (1993) より引用、Claustres (RBM online, 2005) より改変

クラス I-III および VI に属する変異は頂膜にほとんどまたは全くCFTRの機能性を付与せず「重症」として考えられ、肺疾患の重症度は変動するが通常膵不全 (CF-PI) によるクラシックなCF表現型になる。
クラスIVおよびVに属する変異は、CFTR活性をある程度保持しており、よりマイルドな表現型をもたらす。 少なくとも1つの「軽度」CF対立遺伝子を持つ患者では、通常、CFTRの機能は消化に十分であり、肺疾患はそれほど重篤ではありません。 CFTR mRNA の正常レベルの約 10%を生じさせる CFTR 変異体を持つ個体は、男性の CBAVD(先天性両側精管欠損症)のような 1 つの症状のみを呈することがある。 CFTR 変異をヘテロ接合で持つ個体の中には、膵炎、副鼻腔炎、アレルギー性気管支肺アスペルギルス症などの「CFTR関連障害」(CFTR-RD)に対するリスクが高い場合がある。 これらの場合、CFTRの変異は遺伝的素因の一つであり、遺伝的または環境的修飾因子が相加的に作用している可能性がある。
変異を異なるクラスに分類することは、機能障害のメカニズムの理解に役立つが、多くの配列変化は稀であり、利用できるデータからその病原性を評価することは不可能である。 さらに、1つの変異が複数のタイプの異常を引き起こしたり、多様な表現型を与えることもある

* Claustres M. 2005. 男性不妊症におけるCFTR遺伝子座の分子病理学的研究。 リプロドバイオメッドオンライン10(1):14から41まで。 PMID: 15705292.
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* Rommens JM, Zengerling-Lentes S, Kerem B, Melmer G, Buchwald M, Tsui LC. 1989. パルスフィールドゲル電気泳動法による嚢胞性線維症遺伝子座に密接に関連した2つのDNAマーカーの物理的局在性。 Am J Hum Genet 45(6):932-41. PMID: 2589321.
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* Zielenski J, Patrizio P, Corey M, Handelin B, Markiewicz D, Asch R, Tsui LC. 1995. 先天性精管欠如患者のCFTR遺伝子バリアント。 Am J Hum Genet 57(4):958-60. PMID: 7573058.

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