Encyclopedie van de evolutiebiologie

Prof. Nico M. van Straalen (2019)

Gepubliceerd op 22-12-2019

NBPF

betekenis & definitie

“Neuroblastoma Breakpoint Family”; familie van segmentaal gedupliceerde genen die het DUF1220-domein bevatten; sterk geëxpandeerd bij de primaten; van groot belang voor de evolutie van de hersenen; mutaties in NBPF zijn o.a. geassocieerd met tumoren in het zenuwstelsel bij kinderen (neuroblastoom)

De NBPF-familie bestaat voor zover nu bekend uit 26 genen, georganiseerd in tandem-duplicaties op chromosoom 1, in het 1q21.1-gebied. NBPF-genen bevatten meerdere kopieën van een specifiek eiwitdomein van ongeveer 65 aminozuren met de naam DUF1220 (“Domain of Unknown Function 1220”). Het aantal DUF1220-kopieën is in de evolutie van de zoogdieren voortdurend toegenomen en goed gecorreleerd met het volume van de hersenen. Bij de mensapen is de expansie in extreme mate doorgezet. De mens heeft meer dan 250 DUF1220-kopieën; het aantal vertoont variatie tussen mensen en is gecorreleerd met de IQ-score van kinderen, vooral met wiskundige aanleg bij jongens.

Het aantal NBPF-kopieën is ook gecorreleerd met verschillende storingen in de ontwikkeling van de hersenen, zoals microcefalie, macrocefalie, autisme, schizofrenie en mentale retardatie. Veranderingen van kopie-aantal kunnen tumoren veroorzaken in het zenuwstelsel (neuroblastomen). De NBPF-familie omvat ook diverse pseudogenen.

Het DUF1220-domein is ontstaan bij de allereerste zoogdieren, als een partiële duplicatie van PDE4DIP (“phosphodiesterase 4D interacting protein”). Bij de placentale zoogdieren kwam de sequentie onder invloed van een CM (“core mammalian”) promoter en ontstond NBPF. Merkwaardigerwijs is NBPF weer verdwenen bij de knaagdieren.

De NBPF-genen liggen bij de mens in een instabiel deel van chromosoom 1 dat ontbrak in het eerste humane referentiegenoom. In 2005 werd de genfamilie ontdekt bij een neuroblastoom-patiënt die een translocatie had tussen chromosomen 1 en 17, waarbij een breekpunt en een deletie in een NBPF-gen bleken te liggen.

De hyperamplificatie van DUF1220/NBPF bij de mens geeft aan dat vergroting van de hersenen onder voortdurende positieve selectie stond.