SMARCAD1-Gen

SMARCAD1 (SMARCAD1 ist das Akronym für SWI/SNF-Related, Matrix-Associated Actin-Dependent Regulator Of Chromatin, Subfamily A, Containing DEAD/H Box 1) ist ein Protein kodierendes Gen, das auf Chromosom 4q22.3 b lokalisiert ist. Das SMARCAD1-Gen kodiert ein Mitglied der SNF-Unterfamilie der Helikaseproteine. Das kodierte Protein spielt eine entscheidende Rolle bei der Wiederherstellung der Heterochromatin-Organisation und der Ausbreitung epigenetischer Muster nach der DNA-Replikation, indem es die Histon-H3/H4-Deacetylierung vermittelt.

Zu den mit SMARCAD1 assoziierten Krankheiten gehören:

• Adermatoglyphie, isolierte kongenitale (Mutation in SMARCAD1; Störung, bei der die Betroffenen als isoliertes Symptom an den Handinnenseiten und den Fußsohlen keine Papillarleisten aufweisen und somit keine Fingerabdrücke hinterlassen)
• Fehlende Dermatoglyphen-kongenitale Milien-Syndrom mit Mutation in SMARCAD1 (Basan-Syndrom). Variante des Syndroms der isolierten kongenitalen Adermatoglyphie. 
• Diffuse Palmoplantareratose mit Sklerodaktylie und erhöhtem Risiko für spinozelluläre Karzinome mit Mutation in SMARCAD1  (Huriez-Syndrom )

Für dieses Gen sind alternativ gespleißte Transkriptvarianten beobachtet worden, die für mehrere Isoformen kodieren.

Biologische Funktionen des Gens umfassen Nukleinsäurebindung und Helikaseaktivität. Ein wichtiger Paralog dieses Gens ist HELLS.

Die DNA-Helikase, die eine intrinsische ATP-abhängige Nukleosomen-Umbauaktivität besitzt und sowohl für die DNA-Reparatur als auch für die Heterochromatin-Organisation erforderlich ist. Fördert die Resektion des DNA-Endes von Doppelstrangbrüchen (DSBs) nach DNA-Schäden: wirkt wahrscheinlich durch Schwächung der Histon-DNA-Interaktionen in Nukleosomen, die DSBs flankieren. Erforderlich für die Wiederherstellung der Heterochromatin-Organisation nach der Replikation. Wirkt an Replikationsstellen, um die Aufrechterhaltung des Heterochromatins zu erleichtern, indem es die Deacetylierung der H3- und H4-Histone, die H3-'Lys-9'-Trimethylierung (H3K9me3) und die Wiederherstellung des Silencing steuert.

Die DNA ist in Eukaryonten zur Organisation des Genoms in stark kondensiertes Chromatin verpackt.  Der Zugang zur DNA innerhalb der Nukleosomen ist für eine Vielzahl biologischer Prozesse in den Zellen erforderlich. Dazu gehören Transkription, Replikation und DNA-Reparatur. Um dieses zu bewältigen, setzen Zellen eine Reihe spezialisierter ATP-abhängiger Chromatinumbau-Proteinkomplexe ein, die einen dynamischen Zugang zur verpackten DNA ermöglichen.  SMARCAD1, eine DEAD/H-Box-haltige Helikase,  ist ein derartiger Chromatin-Umgestalter, der nachweislich eine Schlüsselrolle bei verschiedenen zellulären Prozessen spielt (Tong ZB et al. 2020).

Es ist anzunehmen dass SMARCAD1 eine Rolle bei der Metastasierung von Karzinomen (z.B. Brustkrebs) spielt (Al Kubaisy E et al. 2016).

1. Adra C et al. (2000) SMARCAD1, a novel human helicase family-defining member associated with genetic instability: cloning, expression, and mapping to 4q22-q23, a band rich in breakpoints and deletion mutants involved in several human diseases. Genomics 69: 162–173.
2. Ai H et al. (2019) Examination of the deubiquitylation site selectivity of USP51 by using chemically synthesized ubiquitylated histones. ChemBioChem 20: 221–229.
3. Al Kubaisy E et al. (2016) SMARCAD1 knockdown uncovers its role in breast cancer cell migration, invasion, and metastasis. Expert Opin Ther Targets 20:1035-1043.
4. Tong ZB et al. (2020) The Mechanism of Chromatin Remodeler SMARCAD1/Fun30 in Response to DNA Damage. Front Cell Dev Biol 8:560098.