DNAI1

axonemal dynein intermediate chain 1
CILD1
DIC1
DNAI1_HUMAN
dynein intermediate chain 1, axonemal
dynein intermediate chain DNAI1
dynein, axonemal, intermediate chain 1
dynein, axonemal, intermediate polypeptide 1
IC78
ICS1
immotile cilia syndrome 1
MGC26204

DNAI1遺伝子は、繊毛の運動に不可欠な「ダイニン」というタンパク質複合体の一部を形成する中間鎖1（インターメディエイトチェーン1）をコードしています。ダイニンは、繊毛が動くためのエネルギーを生み出し、特に繊毛の内側構造である「軸糸」に存在します。繊毛は細胞の表面から突き出した指状の突起で、これが協調的に前後に動くことで、細胞周囲の体液を移動させたり、異物を排出したりする役割を果たします。

ダイニンは、軸糸内で「内側ダイニン腕（IDA）」と「外側ダイニン腕（ODA）」という構造の一部を形成します。DNAI1遺伝子が作る中間鎖1は、ODAに含まれ、繊毛の運動に必要な力を発生させる重要な要素です。ダイニン複合体は、重鎖、中間鎖、軽鎖という異なるタンパク質サブユニットから成り、それぞれが異なる遺伝子によって生成されます。DNAI1遺伝子は、ODAの構造や機能に特に重要な役割を果たしているため、DNAI1遺伝子に変異があると、繊毛の動きに異常が生じ、原発性線毛機能不全症（PCD）などの疾患につながることがあります。

Ciliary dyskinesia, primary, 1, with or without situs inversus 内臓逆位を伴う/伴わない原発性線毛機能不全症1　244400 AR　3　

ダイニンアームに関する詳細な構造や生化学的研究は、クラミドモナス・レヒンダイト（Chlamydomonas reinhardtii）などの単細胞緑藻で盛んに行われています。クラミドモナスは、ヒトの呼吸繊毛や精子尾部と類似した「軸糸」構造を持つ鞭毛を持ち、これを用いて運動するため、原発性線毛機能不全症（PCD）研究のモデルとして適しています。特に、クラミドモナスの鞭毛におけるダイニンアームの欠陥は、PCD患者の繊毛や精子尾部に見られる超微細構造異常と非常に類似していることが多いです。

クラミドモナスの鞭毛において、IC78と呼ばれる中間鎖（インターメディエイトチェーン）に欠陥がある突然変異体は、原発性線毛機能不全症と同様の軸糸異常を示すため、詳細な機能解析や分子レベルの研究が行われてきました。外ダイニンアームの欠如は、PCD患者でよく見られる特徴的な異常であり、この点でIC78欠損のクラミドモナス変異体は特に注目されています【244400】。

Pennarunら（1999年）は、クラミドモナスIC78遺伝子の研究に基づき、進化的に保存されているヒト遺伝子であるDNAI1遺伝子を単離し、PCDとの関連を調べました。DNAI1遺伝子は、699アミノ酸からなるタンパク質をコードしており、このタンパク質が外ダイニンアームの中間鎖の一部を構成しています。ノーザンブロット分析では、この遺伝子の転写産物が特に気管と精巣で豊富に発現していることが確認されており、繊毛や精子の運動機能において重要な役割を果たしていることが示唆されています。

Pennarun ら（1999年）は、DNAI1遺伝子が20個のエクソンを含むことを証明しました。この遺伝子は、ダイニンアームの中間鎖をコードしており、繊毛や鞭毛の正常な機能において重要な役割を果たします。DNAI1の異常は、原発性線毛機能不全症（PCD）に関連しており、外ダイニンアームの欠如による繊毛の運動障害を引き起こします。研究により、DNAI1遺伝子が軸糸の構造形成に重要であり、その変異がPCDの発症に寄与していることが示されています。

Pennarun ら (1999) は、DNAI1遺伝子を体細胞ハイブリッドPCR分析およびFISH（蛍光 in situ ハイブリダイゼーション）を用いて、9p21-p13染色体上にマッピングしました。この遺伝子は、原発性線毛機能不全症（PCD）に関与しており、外ダイニンアームの中間鎖をコードしています。

その後、Gross (2013) は、DNAI1の配列情報（GenBank AF091619）とゲノム配列（GRCh37）のアラインメントに基づき、より正確に9p13.3染色体にDNAI1遺伝子をマッピングしました。これにより、DNAI1の位置が細かく特定され、関連する疾患の研究においてより正確な遺伝子解析が可能になりました。

.0001 原発性線毛機能不全症、1
DNAI1、IVS1DS、1-BP INS、+3T
逆位を伴わない不動線毛症候群（244400）の9歳男児において、Pennarun ら（1999年）はDNAI1遺伝子における2つの変異について複合ヘテロ接合性を発見しました。（T）はエクソン1に続くイントロン・スプライス供与配列のヌクレオチド+3に生じたもので、父親から遺伝したものであり、4-bp挿入（AATA）はコドン95（604366.0002）に生じたもので、母親から遺伝したものです。父親由来の挿入は HpaI 部位の導入をもたらし、母親由来の挿入はフレームシフトを引き起こし、24アミノ酸下流の早期終止コドンにつながりました。.

.0002 原発性線毛機能不全症、1
DNAI1、4-BP 挿入、コドン 95
Pennarun ら（1999 年）により不動線毛症候群（244400）患者において複合ヘテロ接合状態で発見された DNAI1 遺伝子（AATA）のコドン 95 における 4bp 挿入変異については、604366.0001 を参照してください。

.0003 原発性線毛機能不全症、1
DNAI1、GLY515SER
カルタゲナー症候群（244400参照）の患者において、Guichard ら（2001）は、DNAI1 遺伝子のイントロン1における1bpの挿入（604366.0001）と、DNAI1 遺伝子のエクソン16における1543G-A 変異に起因するgly515-to-ser 突然変異の複合ヘテロ接合性を発見しました （604366.0001）と、DNAI1遺伝子のエクソン16における1543G-A転移に起因するgly515-to-ser変異が認められました。発端者の兄弟は、逆位を伴わない再発性の上下気道感染症と不妊症を患っていました。繰り返し実施された精子検査では、運動性のない精子の鞭毛が認められました。また、兄弟はともに尿管結石を患っており、これは、原発性線毛機能不全症やカルタゲナー症候群の患者では通常報告されない異常です。兄弟の線毛は、外ダイニンアームが欠損または短縮していました。

.0004 一次線毛機能不全症、1
DNAI1、12-BP欠失
Guichard ら (2001) は、カルタゲナー症候群（244400参照）の患者で、全内臓逆位、慢性副鼻腔炎、気管支炎、反復性中耳炎、および前頭洞の欠損症を患っている症例を報告しています。彼女は、一般的なスプライシング欠損（604366.0001）とDNAI1遺伝子の12bp欠失による複合ヘテロ接合型であり、その結果、WDドメイン4番目のアミノ酸が4つ分短縮されたタンパク質が生成されました。

www.omim.org/entry/604366