Rem2-flox 基因敲除小鼠

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产品名称

Rem2-flox 基因敲除小鼠

产品编号

S-CKO-02336

品系全称

C57BL/6JCya-Rem2em1flox/Cya

品系背景

C57BL/6JCya

品系编号

CKOCMP-140743-Rem2-B6J-VA

品系状态

使用本品系发表的文献需注明: Rem2-flox 基因敲除小鼠 mice (Strain S-CKO-02336) were purchased from Cyagen.
交付类型
周龄
性别
基因型
数量
cKO小鼠库模型

基本信息

基因研究概述

质控标准

基因
基因全称
rad and gem related GTP binding protein 2
基因别称
-
染色体号
Chr 14 (Mouse)
转录本 ID
NCBI: NM_080726 | Ensembl: ENSMUST00000164766
修饰方式
条件性基因敲除
靶向范围
Exon 2~3
敲除长度
~1.2 kb
品系说明
该品系是基于策略设计时的数据库信息制作而成,建议您在购买前查询最新的数据库和相关文献,以获取最准确的表型信息。
表型提示
MGI:2155260Mice homozygous for a knock-out allele exhibit strain-specific impaired viability and fertility as well as altered intrinsic excitability and spontaneous firing in visual circuits.
Rem2是一种属于RGK(Rad/Rem/Rem2/Gem/Kir)亚家族的小型Ras样GTP酶,主要在神经系统中表达,特别是在哺乳动物的大脑中。RGK亚家族是Ras超家族的一部分,而Ras超家族是一类在信号转导中起关键作用的GTP结合蛋白。Rem2具有独特的结构和功能特性,其生物学功能主要涉及神经元发育、突触形成、神经元兴奋性和神经回路功能调节[4]。

Rem2在神经元形态和功能中发挥重要作用。研究发现,Rem2信号传导通过调节基因表达来影响神经元结构和功能[1]。Rem2作为突触形成的正调控因子和树突分支的负调控因子,其信号传导可以调节从神经突起延伸到突触形成和突触功能的各种细胞过程的基因表达。这些结果突出了Rem2作为一个独特的分子,它将细胞膜上检测到的神经元活动的变化转化为基因表达在细胞核中形态相关的变化[1]。

Rem2还在视觉电路的可塑性中发挥重要作用。研究表明,Rem2-/-小鼠在关键时期不能表现出正常的视觉优势可塑性。在细胞水平上,数据确定了Rem2在调节层2/3锥体神经元的内在兴奋性方面具有细胞自主作用,先于突触功能的变化。因此,Rem2是调节神经元兴奋性和电路功能的关键分子,在变化的感官体验的背景下发挥作用[2]。

Rem2在基底神经节的核中富集,参与调节神经元的成熟和功能。研究表明,Rem2 mRNA在所有检查的CNS区域中被检测到,但在纹状体中富集。Rem2在纹状体投射和纹状体苍白球中丰表达,但在几种中间神经元群体中不存在。在PNS中,Rem2在背根神经节和三叉神经节的神经元亚群中丰富,但在颈上神经节的交感神经中不存在。此外,Rem2 mRNA和蛋白质表达在出生后第2周达到峰值,这与啮齿动物中神经元的成熟时期相一致[3]。

Rem2还参与钙离子通道的调节,影响神经元的兴奋性。研究表明,Rem2是一种RGK(Rad、Rem、Rem2、Gem/Kir)亚家族的小型GTP酶,可抑制高电压激活的钙通道,并参与突触发生和树突形态的调节。Rem2 mRNA和蛋白质表达在出生后第2周达到峰值,这与啮齿动物中神经元的成熟时期相一致[3]。此外,Rem2的shRNA可以减少微小兴奋性突触后电流的频率,而不影响电压门控钙电流的幅度[6]。

Rem2在进化过程中受到强烈的纯化选择,表明其在生物过程中发挥着重要作用。研究表明,Rem2在175种哺乳动物物种中的序列分析发现,70%的非不变密码子位点存在强烈的纯化选择,这与Rem2在调节神经元发育和功能中的作用一致[7]。此外,Rem2的蛋白质结构和功能在进化过程中受到共进化的影响,这可能会对人类健康产生有害影响[7]。

Rem2在成年虹鳟(Oncorhynchus mykiss)的中枢神经系统中广泛分布,可能影响多种功能。研究表明,通过原位杂交,Rem2基因表达在虹鳟中枢神经系统的每个主要部分中发生,包括大脑皮层、嗅觉球和顶盖的大细胞群体。此外,实时PCR进一步证实了这些发现,其中Rem2表达在不同的大脑区域之间存在差异,在大脑皮层中最高,而在小脑中几乎不存在[5]。

Rem2在维持人胚胎干细胞(hESCs)的存活和增强其重编程方面发挥重要作用。研究表明,Rem2 GTP酶在人胚胎干细胞中上调,并通过抑制p53和细胞周期蛋白D1的转录活性来维持hESCs的存活。此外,Rem2通过调节p53和细胞周期蛋白D1的表达和定位,加速细胞周期并保护细胞免受凋亡,从而增强了人类体细胞向诱导多能干细胞(iPSCs)的重编程[8]。

Rem2与钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶IIα(CaMKIIα)共同转运,可能影响神经元可塑性。研究表明,Rem2经历活动依赖性转运,从弥散模式转变为高度点状模式,这依赖于Ca2+流入,与钙调蛋白(CaM)结合,并涉及Rem2远端C末端区域中的自抑制结构域。此外,Rem2可以与Ca2+/CaM依赖性蛋白激酶IIα(CaMKIIα)结合,并且Rem2和CaMKIIα在神经元中的聚集之间存在时空相关性。这些数据表明,Rem2具有与CaMKIIα共转运的新功能,并可能参与神经元可塑性[9]。

综上所述,Rem2是一种重要的RGK亚家族的小型GTP酶,在神经元发育、突触形成、神经元兴奋性和神经回路功能调节中发挥重要作用。Rem2在进化过程中受到强烈的纯化选择,表明其在生物过程中发挥着重要作用。Rem2的研究有助于深入理解神经元发育和功能调节的分子机制,为神经系统疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。

参考文献:
1. Kenny, Katelyn, Royer, Leandro, Moore, Anna R, Marr, Michael T, Paradis, Suzanne. 2017. Rem2 signaling affects neuronal structure and function in part by regulation of gene expression. In Molecular and cellular neurosciences, 85, 190-201. doi:10.1016/j.mcn.2017.10.004. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29066292/
2. Moore, Anna R, Richards, Sarah E, Kenny, Katelyn, Van Hooser, Stephen D, Paradis, Suzanne. 2018. Rem2 stabilizes intrinsic excitability and spontaneous firing in visual circuits. In eLife, 7, . doi:10.7554/eLife.33092. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29809135/
3. Liput, Daniel J, Lu, Van B, Davis, Margaret I, Puhl, Henry L, Ikeda, Stephen R. 2016. Rem2, a member of the RGK family of small GTPases, is enriched in nuclei of the basal ganglia. In Scientific reports, 6, 25137. doi:10.1038/srep25137. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27118437/
4. Finlin, B S, Shao, H, Kadono-Okuda, K, Guo, N, Andres, D A. . Rem2, a new member of the Rem/Rad/Gem/Kir family of Ras-related GTPases. In The Biochemical journal, 347 Pt 1, 223-31. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10727423/
5. Downs, Anna G, Scholles, Katie R, Hollis, David M. 2016. Localization of rem2 in the central nervous system of the adult rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). In Journal of chemical neuroanatomy, 78, 87-95. doi:10.1016/j.jchemneu.2016.09.001. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27600327/
6. Wang, Hong-Gang, Wang, Chuan, Pitt, Geoffrey S. 2011. Rem2-targeted shRNAs reduce frequency of miniature excitatory postsynaptic currents without altering voltage-gated Ca²⁺ currents. In PloS one, 6, e25741. doi:10.1371/journal.pone.0025741. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21980534/
7. Lucaci, Alexander G, Brew, William E, Lamanna, Jason, Moore, Anna R, Kosakovsky Pond, Sergei L. 2024. The evolution of mammalian Rem2: unraveling the impact of purifying selection and coevolution on protein function, and implications for human disorders. In Frontiers in bioinformatics, 4, 1381540. doi:10.3389/fbinf.2024.1381540. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38978817/
8. Edel, Michael J, Menchon, Cristina, Menendez, Sergio, Raya, Angel, Izpisua Belmonte, Juan Carlos. . Rem2 GTPase maintains survival of human embryonic stem cells as well as enhancing reprogramming by regulating p53 and cyclin D1. In Genes & development, 24, 561-73. doi:10.1101/gad.1876710. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20231315/
9. Flynn, Robyn, Labrie-Dion, Etienne, Bernier, Nikolas, De Koninck, Paul, Zamponi, Gerald W. 2012. Activity-dependent subcellular cotrafficking of the small GTPase Rem2 and Ca2+/CaM-dependent protein kinase IIα. In PloS one, 7, e41185. doi:10.1371/journal.pone.0041185. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22815963/