基因總覽
CTCF（CCCTC-binding factor）是由蛋白質編碼基因 CTCF 產生的蛋白質，屬於 CTCF zinc-finger protein family。它是染色質結合因子，可辨識特定 DNA 序列，並參與染色質結構與基因表現的調節。蛋白質含有多個 zinc finger，這些結構特色與其序列專一性 DNA 結合角色相符；另有數段被註記為無序區域。CTCF 的相關作用涵蓋染色質組織、基因表現調控及染色體相關過程。
基因異名與舊稱
異名取自 HGNC，可能包含歷史名稱；蛋白質名稱以 UniProt 註解為準。
染色體位置與基因結構
查看實際轉錄本與 exon 註解
| Transcript | Genomic coordinates | Exons |
|---|---|---|
| ENST00000264010 ★ | 67,562,526–67,639,177 | 12 |
| ENST00000885126 | 67,561,831–67,639,189 | 12 |
| ENST00000646076 | 67,562,101–67,639,189 | 13 |
| ENST00000646771 | 67,562,101–67,639,177 | 12 |
| ENST00000885127 | 67,562,101–67,639,189 | 13 |
| ENST00000921455 | 67,562,101–67,639,189 | 12 |
| ENST00000921456 | 67,562,101–67,639,189 | 13 |
| ENST00000921457 | 67,562,101–67,639,189 | 12 |
| ENST00000921458 | 67,562,101–67,639,189 | 13 |
| ENST00000961391 | 67,562,101–67,639,189 | 12 |
| ENST00000961392 | 67,562,101–67,639,177 | 13 |
| ENST00001135257 | 67,562,101–67,639,189 | 12 |
顯示 12/21 個蛋白質編碼轉錄本；canonical 優先。
帶型與著絲點依 Ensembl 座標繪製；核染色體長度以 GRCh38 第 1 號染色體為共同尺度。黃色標記表示本基因位置，細小區間加粗以利辨識；實際基因長度與 exon 見下方資料。
分子功能與生物學過程
CTCF 結合特定 DNA 序列，參與調整染色質的三維結構。它可將不同 DNA 區段連接成染色質環，並將 DNA 錨定於細胞結構，例如核纖層；結合不同 DNA 序列時也可形成二聚體，促成長距離染色質環化。CTCF 結合染色質後還能提供核小體定位的錨點，並參與染色質重塑。這些作用有助於建立染色質區域的組織方式，但來源也指出，β-globin 基因座局部組蛋白乙醯化降低、甲基化增加時，轉錄並未因此改變，顯示局部組蛋白修飾變化不必然伴隨轉錄改變。
CTCF 可透過結合染色質絕緣子界定活性 DNA 與異染色質的邊界，避免啟動子與附近增強子或沉默子互相作用，並參與遠距離基因沉默。它偏好與未甲基化 DNA 作用，有助於限制 CpG 甲基化擴散並維持無甲基化區域；反過來說，CpG 甲基化會阻止 CTCF 結合其目標位點。CTCF 也參與特定基因的轉錄調控：可抑制脊椎動物 MYC 與 BAG1 的啟動子，也可活化 APP，並調控 APOA1/C3/A4/A5 基因簇及 MHC class II 基因表現。
在 IGF2/H19 基因座，CTCF 參與印記基因的等位基因特異性表現。母源等位基因上，CTCF 結合 H19 imprinting control region（ICR），其作用與母源遺傳的高階染色質構形有關，並限制增強子接觸 IGF2。來源另指出，CTCF 參與 IGF2/H19 的非同步複製及不同染色體區段間的關聯；它可能使遠距離 DNA 區段連結至共同的轉錄工廠。這些具體作用的證據層級不一，其中部分描述標示為相似性推論。
CTCF 也參與染色體與發育相關過程。它與姐妹染色單體黏合有關，並在中期分布於著絲點及染色體臂；它是 cohesin 定位至 CTCF 位點所必需，且參與 CENPE 招募至有絲分裂時的近著絲點／著絲點區域。來源另指出，CTCF 似乎是同源 X 染色體配對所必需，並可能與 Tsix 共同建立可調控的 X 染色體失活表觀遺傳開關。它也可能參與卵母細胞與著床前胚胎發育中的轉錄活化或抑制。
Promoter 與基因調控
>CTCF ENST00000264010 GRCh38 chr16:67561526-67562626 strand=1 5′→3′ 相對 TSS：-1000 到 +100 bp；1101 bp 依轉錄本 TSS 擷取的基因組序列；TSS = 0，兩端包含，未驗證為 promoter ATATTGGGTCCATTTGATATCTAAGGGAAGAGTCATATTCCCTGTAAGTACCAAAAGGCTCTCATCCCAG AGCCACCAGCACCTTGCAGTCAGTTCTTGGTCAACTTGACTGCAGGTTGGGAAGGGTCCGCAGGCGCCTC CTGGGGAGGGGTGGGACTGAAGGTCTCCGCCCACAGAGAACAGCTCTCCCGCAAAGACAAGAAATGCACG TTTCCACAGAATTACACAGCGCTAAATACAGAAACTCCTTTCAGTAAAAAGCGATTGCTATGAACGTGTT AAAGCATCAAGTCTGGTTTTCCGCCACCTCTCCGGGCTGAGGTGGCCTGGGGACACCAAGAGGAGGCCCT CCCACTCTCCTCTCGCACCCGCTTTTAGGTGGCCCTCTTCTAGGGCGGAGAGATCACCAAAAGCCGCTGA GCAAGGACAGCCCTTCCAGTCGTCGCTCGCGGGCACGGAGCTGGGAGCGCGCGGGAACCGACCGGGCCTT ACTCTGGGGCGGGCAGCTGTAAGACATTCGGAGGGCGGGTCGGGCCTGGCTGGGGCGGAGACTGGGCGGG GCCGGGCCCGGGAGCCTCCTCAGCCCCACTGGCTTGCCCCGCGCGCGCTTCCTCCAGCCACCCCCACTTC CCCAACCCTGTACGGGTTCAGGGGGCCGGAGACAGCAGCTAGGGAATAAGGTCAAGCGGACTGGATCCGG CACCGCCCAGGGGCGGCGGCCTCCGCCCAGGAAGCCCCACCCAGCGGGAGCCAGGACGCCGCGGCGCCGG CAGAGCCCACGAGCGACCCGGCGAGGGCGCGTGCGGCGTGACGACGCGACTCGCGGCGCGTCCCGTGACG CCATCGCGCCCGCTTTTGAAAGTTGGCGCCCGGGGCCGCCTCCCATGCTGCCCTGCGCCAACCCCTCCCC TCACCTTTCCTCCCCCGCCCTCTACTCGCCGCCCGGCCGGTCCCCCCACCCGTCCCTTCCCTTATCAGCA CCCGCGGCCCCGGCAGCGCCGACGCAGGCGCACTGCACCGCGCCGCCGCCATTTTGTGTCTGAGCCTGTG GAGCGATTAAACCGTGCGCGGAGCTGCTTCTTTGGCGGCAGCGGCGGCGGC
EPDnew 實驗支持 promoter／TSS · 2 筆
| EPDnew ID | TSS（1-based） | 股向 | 來源顯示區間 |
|---|---|---|---|
| CTCF_1 ↗ | 16:67,562,584 | 正股 | 67,562,535–67,562,594 |
| CTCF_2 ↗ | 16:67,610,975 | 正股 | 67,610,926–67,610,985 |
EPDnew human v006 · UCSC hg38，GRCh38/hg38，透過 UCSC 取得。TSS 具有 CAGE／RAMPAGE 等實驗資料支持；任意擷取的上下游區間仍需另行判讀調控功能，不能視為整段皆經功能驗證。
EPD 封存狀態 ↗ · UCSC 資料說明 ↗ · EPD team, SIB Swiss Institute of Bioinformatics; UCSC Genome Browser · CC BY 4.0
查看已取得的調控／motif 註解
ENSR16_83ZM3X · enhancer · 67561202–67561344 · regulatory
ENSR16_BHF2M · promoter · 67561977–67562599 · regulatory
ENSR16_C8P2D · enhancer · 67562600–67563947 · regulatory
ENSR16_5KW3SL · CTCF_binding_site · 67562758–67562779 · regulatory
ENSR16_69XJFG · CTCF_binding_site · 67562820–67562859 · regulatory
ENSR16_9ZS3S · promoter · 67563948–67564448 · regulatory
· motif · 67562046–67562056 · motif
· motif · 67562077–67562087 · motif
· motif · 67562142–67562152 · motif
· motif · 67562195–67562210 · motif
· motif · 67562201–67562213 · motif
· motif · 67562358–67562371 · motif
· motif · 67562358–67562371 · motif
· motif · 67562526–67562537 · motif
· motif · 67562526–67562537 · motif
· motif · 67562549–67562559 · motif
· motif · 67562760–67562776 · motif
· motif · 67562822–67562838 · motif
· motif · 67562840–67562856 · motif
· motif · 67562872–67562882 · motif
· motif · 67563468–67563490 · motif
· motif · 67563468–67563490 · motif
· motif · 67563471–67563480 · motif
· motif · 67563513–67563526 · motif
· motif · 67563584–67563595 · motif
· motif · 67563855–67563864 · motif
· motif · 67563855–67563864 · motif
· motif · 67564129–67564140 · motif
· motif · 67565831–67565844 · motif
· motif · 67566932–67566944 · motif
· motif · 67567115–67567127 · motif
· motif · 67567296–67567311 · motif
· motif · 67567301–67567313 · motif
蛋白質結構域與序列
參考蛋白質長度：727 aa
CTCF 蛋白長 727 個胺基酸，屬於 CTCF zinc-finger protein family。註解包含 11 個 zinc finger，其中第 11 個標示為非典型型；此外，180–211、573–677 與 689–717 位點範圍被註記為無序區域。
蛋白質三維結構
細胞內定位
CTCF 位於細胞核核質及染色體，也可見於著絲點。 中期時，它與著絲點及染色體臂相關，並在有絲分裂染色體上與 H19 ICR 相關。 細胞分化時可能轉移至核仁；間期則可能較少分布於異染色質。
深綠色圓點：來源記載的蛋白質定位；數量不表示含量。
未繪示構造：Chromosome；Chromosome, centromere。這些構造未在通用細胞圖中標點，仍保留來源定位名稱。
動物細胞結構示意；器官大小與數量不按比例。點選細胞構造可查看定位註解。
交互作用與訊號網絡
拖曳節點後放開可帶動位置變化；點選夥伴查看證據。位置與連線長度不代表結合強度，圖中未推定夥伴彼此之間的關係。
更多交互作用夥伴 · 已取得 8 個夥伴
- APPP05067 · UniProt INTERACTION · 3 experiments
- HDLBPQ00341 · UniProt INTERACTION · 4 experiments
- KDM5BQ9UGL1 · UniProt INTERACTION · 8 experiments
- POU5F1Q01860 · UniProt INTERACTION · 2 experiments
- RPL31P62899 · UniProt INTERACTION · 4 experiments
- TRAF2Q12933 · UniProt INTERACTION · 3 experiments
- ZMYM4Q5VZL5 · UniProt INTERACTION · 3 experiments
- ZMYM6O95789-4 · UniProt INTERACTION · 3 experiments
CTCF 與 CHD8、LLPH 及 CENPE 有交互作用；其中 LLPH 的交互作用依相似性推定。CTCF 也與 BRD2 交互作用，並促進 BRD2 被招募至染色質；這項描述是功能關係，來源未將其表述為複合體。
疾病與遺傳關聯
CTCF 基因變異與常染色體顯性智力發展障礙 21（MRD21）相關。此疾病的描述包括發育期出現的整體智力功能顯著低於平均及適應行為受損，其他特徵包括身材矮小、小頭症與發育遲緩；來源將此病因表述為影響該基因的變異。
Contextual Functional Evidence Matrix
矩陣以「功能主張」為列，以細胞情境、干預條件、量測結果與證據來源為欄，方便比較同一功能在不同條件下的支持情形。只有含情境與實驗資訊的紀錄會列入矩陣；一般功能註解另列於下方。
功能註解總覽 · 4 筆
| 功能面向 | 功能敘述 | 證據類型 | 可查核來源 |
|---|---|---|---|
| 功能 | CTCF 以序列專一性方式結合 DNA，連接 DNA 區段形成染色質環，並可將 DNA 錨定於核纖層等細胞結構；它參與染色質邊界、印記基因座、DNA 甲基化、轉錄調節及染色體相關過程。部分作用標示為相似性推論或可能性，包括 X 染色體相關功能；來源並指出其可能具有腫瘤抑制作用。 | 含實驗來源 | 證據與來源Chromatin binding factor that binds to DNA sequence specific sites and regulates the 3D structure of chromatin. Binds together strands of DNA, thus forming chromatin loops, and anchors DNA to cellular structures, such as the nuclear lamina. Defines the boundaries between active and heterochromatic DNA via binding to chromatin insulators, thereby preventing interaction between promoter and nearby enhancers and silencers. Participates in the allele-specific gene expression at the imprinted IGF2/H19 gene locus. On the maternal allele, binding within the H19 imprinting control region (ICR) mediates maternally inherited higher-order chromatin conformation to restrict enhancer access to IGF2 (By similarity). Mediates interchromosomal association between IGF2/H19 and WSB1/NF1 and may direct distant DNA segments to a common transcription factory (By similarity). Regulates asynchronous replication of IGF2/H19 (By similarity). Plays a critical role in gene silencing over considerable distances in the genome (By similarity). Preferentially interacts with unmethylated DNA, preventing spreading of CpG methylation and maintaining methylation-free zones. Inversely, binding to target sites is prevented by CpG methylation. Plays an important role in chromatin remodeling. Can dimerize when it is bound to different DNA sequences, mediating long-range chromatin looping. Causes local loss of histone acetylation and gain of histone methylation in the beta-globin locus, without affecting transcription. When bound to chromatin, it provides an anchor point for nucleosomes positioning. Seems to be essential for homologous X-chromosome pairing (By similarity). May participate with Tsix in establishing a regulatable epigenetic switch for X chromosome inactivation. May play a role in preventing the propagation of stable methylation at the escape genes from X-inactivation. Involved in sister chromatid cohesion. Associates with both centromeres and chromosomal arms during metaphase and required for cohesin localization to CTCF sites. Plays a role in the recruitment of CENPE to the pericentromeric/centromeric regions of the chromosome during mitosis. Acts as a transcriptional repressor binding to promoters of vertebrate MYC gene and BAG1 gene. Also binds to the PLK and PIM1 promoters. Acts as a transcriptional activator of APP. Regulates APOA1/C3/A4/A5 gene cluster and controls MHC class II gene expression. Plays an essential role in oocyte and preimplantation embryo development by activating or repressing transcription (By similarity). Seems to act as tumor suppressor PMID 11743158 ↗ · PMID 16107875 ↗ · PMID 16815976 ↗ · PMID 16949368 ↗ · PMID 17827499 ↗ · PMID 18347100 ↗ · PMID 18413740 ↗ · PMID 18550811 ↗ · PMID 18654629 ↗ · PMID 19322193 ↗ · PMID 26321640 ↗ · PMID 8649389 ↗ · PMID 9407128 ↗ · PMID 9591631 ↗ · PMID 12191639 ↗ |
| 交互作用 | CTCF 與 CHD8、LLPH 及 CENPE 有交互作用，其中 LLPH 的關係是依相似性推定。CTCF 也與 BRD2 交互作用，並促進 BRD2 被招募至染色質。 | 含實驗來源 | 證據與來源Interacts with CHD8. Interacts with LLPH (By similarity). Interacts with CENPE. Interacts with BRD2; promoting BRD2 recruitment to chromatin (By similarity) PMID 16949368 ↗ · PMID 26321640 ↗ |
| 細胞定位 | CTCF 位於細胞核核質、染色體及著絲點。中期時與著絲點和染色體臂相關，也與有絲分裂染色體上的 H19 ICR 相關。細胞分化時可能轉移至核仁；間期時則可能較少分布於異染色質。 | 含實驗來源 | 證據與來源Nucleus, nucleoplasm; Chromosome; Chromosome, centromere; May translocate to the nucleolus upon cell differentiation. Associates with both centromeres and chromosomal arms during metaphase. Associates with the H19 ICR in mitotic chromosomes. May be preferentially excluded from heterochromatin during interphase PMID 28319062 ↗ · PMID 26321640 ↗ |
| 疾病關聯 | 影響 CTCF 基因的變異與常染色體顯性智力發展障礙 21（MRD21）相關。疾病於發育期表現，包含整體智力功能顯著低於平均及適應行為受損；其他特徵包括身材矮小、小頭症與發育遲緩。 | 含實驗來源 | 證據與來源Intellectual developmental disorder, autosomal dominant 21 MRD21 A disorder characterized by significantly below average general intellectual functioning associated with impairments in adaptive behavior and manifested during the developmental period. Additional MRD21 features include short stature, microcephaly, and developmental delay. The disease is caused by variants affecting the gene represented in this entry MIM: 615502 PMID 23746550 ↗ |
核酸與蛋白質序列
GACGCAGGCGCACTGCACCGCGCCGCCGCCATTTTGTGTC40TGAGCCTGTGGAGCGATTAAACCGTGCGCGGAGCTGCTTC80TTTGGCGGCAGCGGCGGCGGCGGTGGCCGGTGCGGACGCG120CGGAGCTCGCCGGAGACGCCGGGTGGCCGGAGCCGTGGAG160CGGCGGCGGAGCGGGCGCCGCGGGGGGTGTGGCGCGGAGA200ATGATTACGGACCTGAAGCCAAAGAACAAGATGCGCTAGT240GGACAGATTGCTGACCAGGGGCTTGAGAGCTGGGTTCTAT280TTTCCCTCCTCAAACTGACTTTGCAGCCACGGAGAGGCAG320GGGAAATGGAAGGTGATGCAGTCGAAGCCATTGTGGAGGA360GTCCGAAACTTTTATTAAAGGAAAGGAGAGAAAGACTTAC400CAGAGACGCCGGGAAGGGGGCCAGGAAGAAGATGCCTGCC440ACTTACCCCAGAACCAGACGGATGGGGGTGAGGTGGTCCA480GGATGTCAACAGCAGTGTACAGATGGTGATGATGGAACAG520CTGGACCCCACCCTTCTTCAGATGAAGACTGAAGTAATGG560AGGGCACAGTGGCTCCAGAAGCAGAGGCTGCTGTGGACGA600TACCCAGATTATAACTTTACAGGTTGTAAATATGGAGGAA640CAGCCCATAAACATAGGAGAACTTCAGCTTGTTCAAGTAC680CTGTTCCTGTGACTGTACCTGTTGCTACCACTTCAGTAGA720AGAACTTCAGGGGGCTTATGAAAATGAAGTGTCTAAAGAG760GGCCTTGCGGAAAGTGAACCCATGATATGCCACACCCTAC800CTTTGCCTGAAGGGTTTCAGGTGGTTAAAGTGGGGGCCAA840TGGAGAGGTGGAGACACTAGAACAAGGGGAACTTCCACCC880CAGGAAGATCCTAGTTGGCAAAAAGACCCAGACTATCAGC920CACCAGCCAAAAAAACAAAGAAAACCAAAAAGAGCAAACT960cDNA 使用 DNA 字母 T；mRNA 模式改以 U 顯示。轉錄本保留已註解的非編碼區，未另外加入 poly(A) 尾；非編碼 RNA 的參考轉錄本也可能仍需後續加工。數字為所選序列的 1-based 位置。長序列以黃色捲軸瀏覽，可複製或下載完整轉錄本與蛋白質；基因組 DNA 隨捲動取得所需範圍。