基因Was,全称为Wntless,是一种在Wnt信号通路中发挥关键作用的基因。Wnt信号通路是一种高度保守的信号通路,它在动物发育和多种生理过程中起着至关重要的作用,包括细胞命运决定、细胞增殖和分化。Wntless基因编码的蛋白质是一种跨膜蛋白,负责将Wnt蛋白从细胞内部运输到细胞外部,以便它们能够与其他细胞进行信号传导。
Wntless在多种生物学过程中发挥着重要作用。例如,在发育过程中,Wnt信号通路调节着胚胎形成和器官发生。Wntless的突变或缺失会导致Wnt蛋白无法正确运输,从而影响胚胎发育和器官形成。此外,Wntless还参与细胞增殖和分化的调节,其异常表达与多种癌症的发生和发展密切相关。例如,在乳腺癌中,Wntless的表达水平与肿瘤的侵袭性和预后不良相关。此外,Wntless还与神经退行性疾病、糖尿病等疾病的发生和发展有关。
在基因进化方面,基因复制和基因丢失是动物基因组进化中的常见事件。参考文献1指出,基因复制后,两个副本通常会以大致相同的速率积累序列变化。然而,在某些情况下,序列变化的积累是不均衡的,其中一个副本会与它的同源基因产生显著差异。这种“非对称进化”现象在串联基因复制后比全基因组复制后更为常见,并能够产生具有实质性新颖性的基因。在果蝇、软体动物和哺乳动物中,Wntless基因的复制和进化就是一个例子,这种进化产生了新的Wntless基因,并被招募到新的发育角色中[1]。
在疾病基因方面,乳腺癌是一个复杂的多因素疾病。参考文献2提到,除了BRCA1和BRCA2等高外显率基因外,还有许多其他基因与乳腺癌的发生和发展相关。这些基因包括参与DNA修复的基因,如CHEK2、ATM、BRIP1 (FANCJ)、PALB2 (FANCN)和RAD51C (FANCO)。此外,全基因组关联研究(GWAS)也发现了一些与乳腺癌风险稍高或稍低的常见低外显率等位基因。目前,只有高外显率基因被广泛应用于临床实践。然而,在将多基因面板测试全面纳入临床工作流程之前,还需要进行额外的临床管理研究,以解决中低风险变异的问题[2]。
在基因工程方面,基因电路的构建和分析为理解基因和蛋白质之间的连接性提供了新的方法。参考文献3提到,基因电路是指由基因和蛋白质构成的复杂网络,类似于复杂的电子电路。通过构建和分析基因电路,可以预测和评估细胞过程的动力学。合成基因网络不仅可以用于理解基因和蛋白质之间的连接性,还可以用于开发新的细胞控制逻辑形式,这些逻辑形式在功能基因组学、纳米技术和基因和细胞治疗等领域具有潜在的应用价值[3]。
在基因功能研究方面,基因敲除是一种常用的研究基因功能的方法。参考文献4提到,基因敲除可以产生完全的基因功能丧失,用于探索基因的功能。然而,有些基因的敲除会导致致死性表型,这些基因被称为必需基因。必需基因的致死性可以通过基因-基因相互作用来挽救,这种现象被称为“必需性旁路”(BOE)。最近的研究发现,在裂殖酵母Schizosaccharomyces pombe中,近30%的必需基因的必需性可以通过BOE相互作用来旁路。这些发现为我们理解基因功能及其在细胞生物学中的作用提供了新的见解[4]。
综上所述,基因Was(Wntless)是一种在Wnt信号通路中发挥关键作用的基因,参与调控动物发育和多种生理过程。Wntless的异常表达与多种疾病的发生和发展密切相关。此外,基因复制和进化、疾病基因研究、基因工程和基因功能研究等方面的研究进展为深入理解基因的功能和调控提供了新的视角和方法。
参考文献:
1. Holland, Peter W H, Marlétaz, Ferdinand, Maeso, Ignacio, Dunwell, Thomas L, Paps, Jordi. . New genes from old: asymmetric divergence of gene duplicates and the evolution of development. In Philosophical transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological sciences, 372, . doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27994121/
2. Filippini, Sandra E, Vega, Ana. 2013. Breast cancer genes: beyond BRCA1 and BRCA2. In Frontiers in bioscience (Landmark edition), 18, 1358-72. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23747889/
3. Hasty, Jeff, McMillen, David, Collins, J J. . Engineered gene circuits. In Nature, 420, 224-30. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12432407/
4. Du, Li-Lin. 2020. Resurrection from lethal knockouts: Bypass of gene essentiality. In Biochemical and biophysical research communications, 528, 405-412. doi:10.1016/j.bbrc.2020.05.207. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32507598/