RAD51C基因是同源重组修复途径中的重要成员，其突变与乳腺癌、卵巢癌等多种癌症的易感性密切相关。尤其是特定的RAD51C等位基因突变可能会导致家族性乳腺癌和卵巢癌的发生，而一些纯合子突变则可能引发范可尼贫血（FA），这是一种伴随骨髓衰竭和癌症易感性的遗传疾病。然而，目前关于RAD51C基因突变的功能性影响尚未完全明确，尤其是在临床中，很多突变被归类为意义不明确的变异（VUS）。
2024年9月16日，发表在Cell上题为High-resolution functional mapping of RAD51C by saturation genome editing的研究旨在通过饱和基因组编辑技术，对RAD51C基因中的所有可能的单核苷酸变异进行功能性分类，以预测其病理性。
文章要点
1) RAD51C基因的功能分类：通过SGE技术，研究者分析了RAD51C基因的9188个变异，其中约99.5%的编码序列变异得到了功能性分类。通过细胞适应性实验，研究对3094个变异进行了破坏性功能评估，结果显示出这些变异的不同降解速度，帮助确认了快速和缓慢降解的变异类型，并进一步揭示了RAD51C的结构功能特征。
图1 RAD51C基因的功能分类
2) 临床突变的准确分类：SGE数据与临床“真相集”相结合，表明该方法的变异分类准确度超过99.9%。该分类方法可以帮助临床医生更好地解读RAD51C的突变并确定其是否具有致病潜力，尤其是可以在乳腺癌和卵巢癌家族中更准确地识别出与癌症风险相关的变异。
3) 不同突变类型的功能差异：研究发现不同的突变类型在细胞中的降解速度不同。快速降解的突变通常具有更强的破坏性，而慢速降解的变异可能是“次功能突变”（hypomorphic alleles），即它们在一定程度上降低了基因的功能，但没有完全丧失功能。这些发现对于了解RAD51C的不同突变类型对癌症风险的不同影响具有重要意义。
图2 不同突变类型的功能差异
4) 蛋白结构与变异影响的关联性：研究还结合蛋白质结构分析，展示了关键氨基酸残基在RAD51C功能中的作用。某些重要的保守位点变异对蛋白质功能具有明显的破坏性，特别是与同源重组修复途径的相关位点。此外，SGE数据还揭示了某些未被充分认识的重要残基，它们可能在与其他蛋白相互作用或RAD51C的调控中发挥关键作用。
图3 蛋白结构与变异影响的关联性
5) 基因变异与癌症风险的关联：通过将SGE数据与英国生物银行（UK Biobank）及多个卵巢癌队列数据相结合，研究进一步验证了快速降解的RAD51C变异与多种癌症之间的显著关联性，尤其是在女性荷尔蒙敏感的癌症中表现更为明显。这为通过基因筛查预测癌症风险提供了可靠的数据支持。
图4 基因变异与癌症风险的关联
这篇文章通过使用饱和基因组编辑技术，对RAD51C基因中的9,188个独特变体进行了功能性评估，包括超过99.5%的所有可能的编码序列单核苷酸变异。研究结果揭示了变体在不同突变类型和外显子/内含子序列中的影响谱系，为临床管理患者和家庭提供了重要信息，并有助于理解这些变异在癌症中的作用。
Olvera-León R, Zhang F, Offord V, Zhao Y, Tan HK, Gupta P, Pal T, Robles-Espinoza CD, Arriaga-González FG, Matsuyama LSAS, Delage E, Dicks E, Ezquina S, Rowlands CF, Turnbull C, Pharoah P, Perry JRB, Jasin M, Waters AJ, Adams DJ. High-resolution functional mapping of RAD51C by saturation genome editing. Cell. 2024 Sep 16:S0092-8674(24)00968-1.
https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.08.039.
