Dtwd2基因编码的蛋白质负责在转移RNA(tRNA)上形成3-氨基-3-丙基羧基尿苷(acp3U)修饰。这种修饰在tRNA的20a位置发生,对tRNA的稳定性和功能至关重要。tRNA的修饰是蛋白质合成过程中不可或缺的一步,它有助于tRNA与其对应的氨基酸结合,从而确保蛋白质合成的准确性和效率。
在细菌中,如大肠杆菌(Escherichia coli),一种称为tapT的酶负责在tRNA上形成acp3U。在大肠杆菌中,tapT基因(原名yfiP)已被证明对于acp3U的形成是必需的。TapT在tRNA的47位上合成acp3U,并且这种修饰赋予了tRNA热稳定性。缺乏tapT基因的菌株在持续的热应激下表现出基因组不稳定性,这表明acp3U在细菌中对于维持基因组稳定性有重要作用[1]。
人类中的Dtwd2基因是tapT基因的同源基因之一,另一个同源基因是DTWD1。这两个基因分别负责在tRNA的20和20a位置形成acp3U修饰。缺乏这两个基因的小鼠细胞表现出生长迟缓,这表明acp3U在哺乳动物中对于生理功能至关重要[1]。
此外,Dtwd2基因的表达和功能也与多种疾病相关。例如,在子宫内膜癌中,Dtwd2基因的表达下调[2]。在金黄色葡萄球菌感染中,Dtwd2基因的表达上调,并且被认为是与感染易感性相关的候选基因之一[3]。在角龙水牛的基因组研究中,Dtwd2基因被发现具有显著的单一核苷酸多态性(SNP)分布模式,这表明它在角龙水牛的遗传多样性中起着重要作用[4]。在原发性开角型青光眼(POAG)患者中,Dtwd2基因的拷贝数变异(CNV)被发现与疾病的发生相关[5]。最后,在最大饮酒量(MaxDrinks)的基因组关联研究中,Dtwd2基因的SNP与饮酒量显著相关[6]。
综上所述,Dtwd2基因编码的蛋白质在tRNA的修饰和稳定中起着重要作用,并且与多种生物学过程和疾病相关。进一步研究Dtwd2基因的功能和调控机制,有助于我们更好地理解tRNA修饰的生物学功能和疾病发生机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Takakura, Mayuko, Ishiguro, Kensuke, Akichika, Shinichiro, Miyauchi, Kenjyo, Suzuki, Tsutomu. 2019. Biogenesis and functions of aminocarboxypropyluridine in tRNA. In Nature communications, 10, 5542. doi:10.1038/s41467-019-13525-3. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31804502/
2. Yang, Ye, Sang, Zhen-Yu, Ma, Jie, Zhu, Ya-Ping, Wu, Su-Fang. . KRAS, YWHAE, SP1 and MSRA as biomarkers in endometrial cancer. In Translational cancer research, 10, 1295-1312. doi:10.21037/tcr-20-2969. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35116456/
3. Ahn, Sun-Hee, Deshmukh, Hitesh, Johnson, Nicole, Sempowski, Gregory D, Fowler, Vance G. 2010. Two genes on A/J chromosome 18 are associated with susceptibility to Staphylococcus aureus infection by combined microarray and QTL analyses. In PLoS pathogens, 6, e1001088. doi:10.1371/journal.ppat.1001088. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20824097/
4. Chai, Yuan, Li, Shiyuan, Wu, Hui, Zhang, Wenguang, Wang, Fengyang. 2024. The genome landscape of the Xinglong buffalo. In BMC genomics, 25, 1054. doi:10.1186/s12864-024-10941-8. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39511485/
5. Davis, Lea K, Meyer, Kacie J, Schindler, Emily I, Sheffield, Val C, Stone, Edwin M. 2011. Copy number variations and primary open-angle glaucoma. In Investigative ophthalmology & visual science, 52, 7122-33. doi:10.1167/iovs.10-5606. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21310917/
6. Pan, Yue, Luo, Xingguang, Liu, Xuefeng, Zuo, Lingjun, Wang, Ke-Sheng. 2013. Genome-wide association studies of maximum number of drinks. In Journal of psychiatric research, 47, 1717-24. doi:10.1016/j.jpsychires.2013.07.013. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23953852/