Ntan1-flox 基因敲除小鼠

Ntan1，全称为N-terminal asparagine amidohydrolase 1，是一种编码N端天冬酰胺酰胺水解酶的基因。Ntan1基因在进化上高度保守，其编码的蛋白质在人类和果蝇中具有超过72%的相似性。在果蝇中，Ntan1基因通过其不同的表达水平调节幼虫中神经胶质细胞的生长类型。Ntan1基因有4个转录本，编码2种蛋白质亚型。尽管该基因在所有测试的发育阶段和成年器官（眼睛、触角和大脑）中都有表达，但存在一些转录本依赖的特异性[1]。因此，定量和定性线索都可能解释基因功能。然而，广泛的发育阶段和器官依赖性表达可能掩盖了细胞特异性限制，这些限制可以通过使用Gal4驱动器在果蝇中探索。报告了一个新的遗传驱动器Mz317-Gal4，该驱动器在成年果蝇中重现了Ntan1基因的表达模式。它在嗅觉器官的周围神经胶质细胞中表现出特异性表达，但在成年大脑中与某些神经元混合表达。小鼠的记忆和社会行为障碍以及人类的癌症和精神分裂症都与Ntan1基因有关。因此，这些新的果蝇工具可能有助于我们理解这些改变的细胞基础[1]。

Ntan1基因作为一种磁场响应基因，在培养的大鼠海马神经元中通过差异显示筛选被鉴定出来。Ntan1 mRNA在所有检查的小鼠组织中普遍表达，但在大脑、视网膜和睾丸中相对丰富。在胚胎12天的小鼠大脑中可以检测到Ntan1 mRNA的表达，并且随着年龄的增长逐渐增加。原位杂交分析显示，Ntan1 mRNA在大脑的海马区的CA区域锥体细胞层和颗粒细胞层，以及小脑的浦肯野细胞层和颗粒细胞层中高度定位。在培养的小鼠海马神经元中，短暂暴露于100 mT磁场15分钟后，Ntan1 mRNA的表达显著增加了约两倍，然后逐渐下降。当12天大的胚胎小鼠或新生小鼠在相同的条件下连续暴露于100 mT磁场2小时，每天四次，直到出生后第七天时，海马体中的Ntan1 mRNA显著增加了约1.5-2倍。在相同条件下暴露于磁场的鼠标表现出显著的降低的活动能力。这些结果表明，磁场暴露通过调节基因表达影响高级神经功能[2]。

在儿童癌症患者中，Ntan1基因的拷贝数变异（CNV）与RNA表达数据进行了比较。在2N患者中，检测到总共142个受CNV影响的基因。在这些基因中，有53个基因在对照组中没有改变。发现6个基因（POLR3F、SEC23B、ZNF133、C16orf45、RRN3和NTAN1）在照射后过表达，并且在2N患者的基因组中也是复制的。对于1N集体，有185个基因受CNV影响，其中38个基因在对照组中没有改变。5个基因（ZCWPW2、SYNCRIP、DHX30、DHRS4L2和THSD1）位于复制的基因组区域，并在照射后表现出RNA表达的改变。一个基因（ABCC6）在1N和2N患者中的一个中部分复制。分析了THSD1和GSTT2基因的甲基化水平，这些基因位于复制的区域，并且在癌症中经常异常甲基化，发现在患者的成纤维细胞中没有变化。总之，描述了在儿童散发性癌症病例中受CNV影响的罕见和辐射敏感基因，这些基因可能对癌症发展产生影响[3]。

烟草（Nicotiana tabacum L.）种子脂质是一种有前途的非食用生物柴油原料。为了满足不断增长的需求，实现高种子脂质含量是烟草种子生产的主要目标之一。TT8基因及其同源物负调节拟南芥和芸苔属物种的种子脂质积累。推测操纵烟草中TT8同源基因可以增强种子脂质的积累。在本次研究中，发现烟草中的TT8同源基因NtAn1a和NtAn1b在发育种子中高度表达。通过CRISPR-Cas9基因编辑技术创建了NtAn1基因的靶向突变。由于原花青素（PA）生物合成的缺陷，突变种子表现出黄色种皮表型。种子脂质积累在两个靶向突变系中分别增加了约18%和15%。突变种子的蛋白质含量也显著增加。此外，种子产量相关性状没有受到NtAn1基因靶向突变的影