Wdr25-flox 基因敲除小鼠

Wdr25，即WD重复结构域25，是一个编码含有7个WD40重复蛋白的人类基因。WD40重复蛋白是一类在多种生物过程中发挥重要作用的蛋白质，包括RNA加工、信号转导、囊泡转运、细胞骨架组装和细胞周期控制等。通过大规模测序分析人类胎儿脑cDNA文库，研究人员分离到一个编码7个WD40重复蛋白的新型人类cDNA。该cDNA长2004个碱基对，编码一个由544个氨基酸组成的蛋白质。Wdr25基因定位于14号染色体q32区域，包含七个外显子。RT-PCR分析显示，Wdr25基因在人类组织中广泛表达，在心脏、肌肉、睾丸、卵巢、子宫和前列腺等组织中的表达水平相对较高[1]。

小鼠12号染色体上的印记区域已经得到了广泛的研究，但对于邻近着丝粒的基因了解较少。DNA序列比较显示，Dlk1和Gtl2上游区域由一个扩展的重复元件簇主导。这些元件将父系表达的Dlk1基因与着丝粒的Begain基因分隔开。尽管Begain基因与IG-DMR印记中心的物理距离很远，但它仍然受到基因组印记的影响。与绵羊的Begain基因类似，小鼠的同源基因编码两种不同的转录变体，其中一种在父系转录中表现出强烈的偏向。然而，印记效应并没有进一步扩展到着丝粒方向的Wdr25基因，该基因像之前研究过的邻近的Wars和Yy1基因一样是双等位基因表达的[2]。

月经初潮是女性青春期开始的一个标志。它个体间差异很大，是一种遗传性状，并与肥胖、2型糖尿病、心血管疾病、乳腺癌和全因死亡率的风险相关。研究罕见的人类青春期疾病和动物模型表明，青春期的时间调控是一个复杂的下丘脑-垂体-激素调节过程，但其机制以及与疾病风险的关联仍不清楚。通过对57项研究中高达182,416名欧洲血统女性的全基因组定型和定制基因型阵列分析，发现了与月经初潮相关的106个基因组位点上的123个信号。许多位点与两性的其他青春期特征相关，并且与身体质量指数和多种疾病相关的基因有大量重叠。月经初潮信号在印记区域富集，其中三个位点（DLK1-WDR25、MKRN3-MAGEL2和KCNK9）表现出与已知父系表达模式一致的亲本来源特异性关联。通路分析表明，核激素受体，尤其是视黄酸和γ-氨基丁酸-B2受体信号传导，是调节人类青春期时间的潜在新型机制。这些发现表明，青春期转变的协调时间可能涉及数百个常见变异的遗传结构[3]。

家禽Delta-like 1同源基因（Dlk1）是哺乳动物中父系表达的印记基因，调节脂肪和肌肉的发育和分化。克隆并分析了鹌鹑和火鸡的Dlk1基因的氨基酸序列、选择性剪接和与其他物种的遗传距离。此外，由于Dlk1位于哺乳动物中多达10个印记基因的簇中，还调查了鸡的基因簇的基因组结构。此外，还确定了禽类Dlk1基因的印记状态。鹌鹑和火鸡Dlk1的编码序列数量与鸡Dlk1的核苷酸（1161 bp）和氨基酸（386个氨基酸）序列相同。氨基酸相似性超过96%，预测的保守结构域包括信号序列、6个表皮生长因子样结构域和一个跨膜结构域。与鸡类似，在火鸡和鹌鹑中未观察到Dlk1转录本的选择性剪接。系统发育分析表明，鸡和火鸡的Dlk1比鸡和鹌鹑的Dlk1更接近。包含Dlk1基因的基因簇的比较分析表明，Yy1、Wars、Wdr25、Begain、Dlk1、Dio3和Ppp2r5c在鸡基因组簇中发现，但Dlk1和脱碘酶、碘甲状腺氨酸、III型（Dio3）之间的3个基因（Meg3、Rtl1和Meg8）未发现。在鸡和鹌鹑的第五外显子基因组DNA序列中发现了几个SNP。对Dlk1的反转录PCR产物的测序分析表明，这些SNP的杂合子鸡和鹌鹑的脂肪和肌肉产生来自两个等位基因的Dlk1转录本，表明禽类Dlk1是双等位基因表达的。这些结果清楚地表明，禽类Dlk1不是印记的，其表达可能以不同于哺乳动物的方式调节[4]。

为了理解商业蛋鸡和土鸡之间产蛋数量差异的分子机制，研究人员在混合线性模型中对一个混合线性模型进行了全基因组关联研究（GWAS）。共获得了148个与产蛋数量性状相关的单核苷酸多态性（SNP）（57个显著相关，91个建议相关）。其中，4个SNP与之前报道的QTL重叠，包括2个与产蛋量相关的QTL和2个与生殖性状相关的QTL。此外，还根据筛选基因的功能确定了32个候选基因。这些基因主要参与调节激素，在卵泡的形成、生长和发育以及生殖系统的发育中发挥作用。一些基因，如NELL2（神经EGFL样2）、KITLG（KIT配体）、GHRHR（生长激素释放激素受体）、NCOA1（核受体协同激活因子1）、ITPR1（肌醇1,4,5-三磷酸受体1型）、GAMT（精氨酸N-甲基转移酶）和CAMK4（钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶IV），值得进一步研究，因为它们已被报道与产蛋量、产蛋数和生殖性状密切相关。此外，本研究中获得的最重要的基因组区域位于GGA5上的48.61-48.84 Mb。在这个区域，研究人员反复确定了四个基因，其中YY1（YY1转录因子）和WDR25（WD重复结构域25）已被证明与卵母细胞和生殖组织有关，这表明该区域可能是产蛋数量性状的候选区域。本研究利用了来自不同鸡种或群体的基因组信息，这些鸡种或群体在平均年产蛋数量上有所不同，以了解与产蛋数量性状相关的分子遗传机制。研究人员确定了一系列与产蛋数量相关的SNP、候选基因或基因组区域，这有助于在鸡中开发产蛋量性状[5]。

综上所述，Wdr25基因编码一个含有7个WD40重复的蛋白质，在多种生物学过程中发挥重要作用，包括RNA加工、信号转导、囊泡转运、细胞骨架组装和细胞周期控制等。Wdr25基因在人类组织中广泛表达，尤其是在心脏、肌肉、睾丸、卵巢、子宫和前列腺等组织中的表达水平相对较高。小鼠的研究表明，尽管Wdr25基因位于印记区域附近，但它并不受印记效应的影响，而是双等位基因表达的。此外，Wdr25基因与月经初潮相关，可能参与调节人类的青春期时间。鸡的研究表明，Wdr25基因在产蛋数量性状中可能发挥重要作用。未来的研究可以进一步探讨Wdr25基因在发育、生殖和疾病发生中的作用机制，为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。