基因Stac是一类在脊椎动物中表达的蛋白质,具有调节神经肽释放的功能。Stac蛋白家族成员在脊椎动物中存在,并在中枢神经系统的特定神经元亚群中表达。这些蛋白质在神经元信号传导中发挥着重要作用,但具体功能尚未完全明确。Stac3是Stac蛋白家族的一员,已被证明是L型钙通道(CaChs)和脊椎动物骨骼肌中兴奋-收缩耦联的关键调节因子。
最近的研究表明,Drosophila melanogaster中存在一个单一的stac基因,称为Dstac,它由肌肉和包括神经肽表达的神经元在内的神经元亚群表达。通过遗传操作、免疫标记、钙成像、电生理和行为分析,研究者揭示了Dstac在Drosophila运动神经元中调节L型CaChs(Dmca1D)的功能,进而控制神经肽的释放[1]。
Stac蛋白在神经元中具有丰富的结构域,包括富含半胱氨酸的结构域和SH3结构域。SH3结构域是许多信号转导蛋白的特征,表明Stac可能参与神经元特异性信号传导。此外,Stac蛋白在脑和神经元中表达,特别是在海马、小脑和橄榄核中。这些结果表明Stac蛋白在神经元功能中具有重要作用,但具体功能仍需进一步研究[2]。
为了提高基因组区域的可视化分辨率,研究者开发了(Po)STAC技术,它结合了CRISPR/dCas9与SunTag标记和polycistronic载体。这种技术增强了标记效率和荧光信号,使得活细胞成像和固定细胞超分辨率成像成为可能,从而提高了时空分辨率[3]。
在另一项研究中,研究者探究了N-Carbamylglutamate(NCG)对产蛋性能、蛋品质和子宫基因表达的影响。研究发现,NCG补充剂可以改善蛋鸡的产蛋性能和蛋品质,通过调节子宫功能来实现。转录组分析显示,NCG补充剂对子宫组织中许多基因的表达产生了显著影响,包括Stac基因[4]。
此外,Stac基因在人类和小鼠中的染色体定位也已确定。在人类中,STAC基因位于染色体3p22-p24区域,而小鼠中的Stac基因位于染色体9的远端区域。这些染色体定位的结果表明Stac基因与一些神经系统疾病基因存在共线性,可能参与神经系统疾病的发生和发展[5]。
综上所述,基因Stac在神经元信号传导和神经肽释放中发挥着重要作用。Stac蛋白家族成员在神经元中表达,并具有调节钙通道和兴奋-收缩耦联的功能。此外,Stac基因在人类和小鼠中的染色体定位也揭示了其与神经系统疾病的相关性。这些研究成果为进一步研究Stac基因的功能和其在神经系统疾病中的作用提供了重要基础。
参考文献:
1. Hsu, I-Uen, Linsley, Jeremy W, Zhang, Xiaoli, Levitan, Edwin S, Kuwada, John Y. 2020. Stac protein regulates release of neuropeptides. In Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 117, 29914-29924. doi:10.1073/pnas.2009224117. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33168737/
2. Suzuki, H, Kawai, J, Taga, C, Hayashizaki, Y, Watanabe, S. . Stac, a novel neuron-specific protein with cysteine-rich and SH3 domains. In Biochemical and biophysical research communications, 229, 902-9. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/8954993/
3. Neguembor, Maria V, Sebastian-Perez, Ruben, Aulicino, Francesco, Cosma, Maria P, Lakadamyali, Melike. . (Po)STAC (Polycistronic SunTAg modified CRISPR) enables live-cell and fixed-cell super-resolution imaging of multiple genes. In Nucleic acids research, 46, e30. doi:10.1093/nar/gkx1271. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29294098/
4. Ma, Wei, Lu, Yi, Wang, Chunqiang. 2023. Production performance, egg quality, and uterine gene expression for layers as affected by N-Carbamylglutamate supplementation. In Frontiers in veterinary science, 10, 1110801. doi:10.3389/fvets.2023.1110801. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36876008/
5. Kawai, J, Suzuki, H, Hara, A, Hirose, K, Watanabe, S. . Human and mouse chromosomal mapping of Stac, a neuron-specific protein with an SH3 domain. In Genomics, 47, 140-2. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/9465308/