Cryge(也称为CRYGE或γE-晶体蛋白)是一种编码γE-晶体蛋白的基因,是哺乳动物眼睛晶状体中主要的结构蛋白之一。γE-晶体蛋白属于β/γ-晶体蛋白超家族,该家族由至少14个基因编码,这些基因的蛋白质产物具有四个希腊键结构。γE-晶体蛋白由单个基因编码,其基因序列在进化过程中经历了各种复制事件。γE-晶体蛋白的基因Cryge在染色体上的位置是1号染色体,并且与编码其他γ-晶体蛋白的基因紧密相邻。
γE-晶体蛋白在维持晶状体的透明度方面发挥着重要作用。突变或缺陷的γE-晶体蛋白会导致晶状体混浊,即白内障。白内障是一种常见的眼部疾病,影响视力,甚至导致失明。γE-晶体蛋白的突变已被证明与多种白内障表型相关,包括核性白内障、皮质性白内障和囊性白内障。例如,CRYGE基因中的一个碱基对置换突变导致剪接异常,表达了一种新型的杂合蛋白,并导致晶状体核和皮质混浊[3]。
除了白内障,γE-晶体蛋白基因的突变还与一些非眼部疾病相关。例如,CRYM基因的突变会导致非综合征性听力丧失[1],而CRYZ基因的突变会导致豚鼠的白内障[2]。这些发现表明,γE-晶体蛋白在维持组织透明度和听力方面具有重要作用。
γE-晶体蛋白基因的表达受到多种转录因子的调控,包括Six3和Prox1。Six3和Prox1在晶状体发育过程中具有重要作用,它们在γE-晶体蛋白启动子上表现出相反的作用。Six3抑制γE-晶体蛋白的表达,而Prox1刺激γE-晶体蛋白的表达[5]。这种拮抗作用可能有助于调节γE-晶体蛋白的表达水平,从而维持晶状体的透明度。
除了转录调控,γE-晶体蛋白的表达还受到表观遗传调控的影响。例如,在No3小鼠白内障突变体中,CRYGE基因的外显子3中存在一个小鼠内源性逆转录病毒(IAPLTR1: ERVK)插入,导致γE-晶体蛋白的水平降低,并导致轻度的白内障表型[4]。这表明,表观遗传调控在γE-晶体蛋白的表达和功能中起着重要作用。
γE-晶体蛋白基因的突变还与非眼部疾病相关,例如动脉粥样硬化。在动脉粥样硬化模型小鼠中,CRYGE基因的表达显著下调,表明CRYGE基因可能参与动脉粥样硬化的发病机制[6]。这表明,γE-晶体蛋白不仅在维持晶状体透明度方面具有重要作用,还可能参与其他生物学过程。
综上所述,CRYGE基因编码γE-晶体蛋白,是维持晶状体透明度的重要基因。CRYGE基因的突变与多种白内障表型相关,并且CRYGE基因的表达受到多种转录因子和表观遗传调控的影响。此外,CRYGE基因的突变还与非眼部疾病相关,表明CRYGE基因可能参与其他生物学过程。深入研究CRYGE基因的功能和调控机制,有助于理解白内障和非眼部疾病的发病机制,并为这些疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Graw, J, Klopp, N, Löster, J, Balling, R, Habré de Angelis, M. . Ethylnitrosourea-induced mutation in mice leads to the expression of a novel protein in the eye and to dominant cataracts. In Genetics, 157, 1313-20. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11238416/
2. Jones, Michael B, An, Alexander, Shi, Lisa J, Shi, Weibin. 2020. Regional Variation in Genetic Control of Atherosclerosis in Hyperlipidemic Mice. In G3 (Bethesda, Md.), 10, 4679-4689. doi:10.1534/g3.120.401856. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33109727/
3. Graw, Jochen, Neuhäuser-Klaus, Angelika, Löster, Jana, Klopp, Norman, Favor, Jack. . Ethylnitrosourea-induced base pair substitution affects splicing of the mouse gammaE-crystallin encoding gene leading to the expression of a hybrid protein and to a cataract. In Genetics, 161, 1633-40. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12196406/
4. Nag, Nabanita, Peterson, Katherine, Wyatt, Keith, Lyon, Mary, Wistow, Graeme. 2007. Endogenous retroviral insertion in Cryge in the mouse No3 cataract mutant. In Genomics, 89, 512-20. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17223009/
5. Lengler, J, Krausz, E, Tomarev, S, Quinlan, R A, Graw, J. . Antagonistic action of Six3 and Prox1 at the gamma-crystallin promoter. In Nucleic acids research, 29, 515-26. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11139622/
6. Csont, Tamás, Murlasits, Zsolt, Ménesi, Dalma, Puskás, László G, Ferdinandy, Péter. . Tissue-specific Gene Expression in Rat Hearts and Aortas in a Model of Vascular Nitrate Tolerance. In Journal of cardiovascular pharmacology, 65, 485-93. doi:10.1097/FJC.0000000000000218. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25626975/