Fndc10,全称是FAT necrosis, domain containing 10,是一种在哺乳动物中发现的基因。该基因编码的蛋白质包含一个FAT结构域,这是一种在多种细胞过程中发挥重要作用的蛋白质模块。Fndc10基因的表达主要在脂肪组织中,特别是白色脂肪组织中,它参与了脂肪细胞的分化和代谢过程。此外,Fndc10基因还与细胞凋亡和坏死过程有关,这些过程在细胞的应激反应和疾病发生中起到关键作用。
Fndc10基因的功能和调控机制是生物医学研究的热点之一。研究表明,基因复制和丢失是动物基因组进化中频繁发生的事件,这些动态过程之间的平衡导致了不同物种之间基因数量的显著差异。在基因复制后,两个副本通常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匀的,其中一个副本会从其同源基因中明显分化出来,这种“非对称进化”在串联基因复制后比全基因组复制后更为常见,并且可以产生实质性的新基因[1]。这种非对称进化可能在Fndc10基因的进化过程中发挥了作用,使其能够获得新的功能,并参与脂肪组织和其他组织中的生理和病理过程。
在乳腺癌的研究中,除了BRCA1和BRCA2等高渗透性基因外,还有许多其他基因与乳腺癌的风险相关。这些基因包括CHEK2、ATM、BRIP1、PALB2和RAD51C等,它们参与了DNA修复过程,并且与乳腺癌的适度风险相关[2]。虽然目前临床实践中主要使用高渗透性基因,但随着下一代测序技术的发展,预计所有家族性乳腺癌基因都将纳入遗传测试。然而,在多基因面板测试完全应用于临床工作流程之前,还需要对中度和低风险变异的临床管理进行更多研究。
基因工程和基因调控网络的研究为理解基因功能和细胞过程提供了新的视角。基因电路工程,即合成基因网络的构建和分析,为预测和评估细胞过程的动力学提供了一个框架。这些合成基因网络可以产生新的细胞控制逻辑形式,具有在功能基因组学、纳米技术和基因治疗等领域的重要应用[3]。
基因敲除是研究基因功能的一种常用方法,但一些基因的敲除会导致致命的表型,这些基因被称为必需基因。然而,研究表明,某些必需基因的致死性可以通过基因间相互作用得到挽救,这种现象被称为“必需性绕过”(BOE)。在裂殖酵母Schizosaccharomyces pombe中,近30%的必需基因可以通过BOE相互作用绕过其致死性[4]。这种现象提示我们,基因的功能可能比我们想象的更为复杂,基因间的相互作用在维持细胞生存和功能中起着重要作用。
综上所述,Fndc10基因作为一种在脂肪组织中表达的基因,参与了脂肪细胞的分化和代谢过程,并与细胞凋亡和坏死过程有关。该基因的功能和调控机制是生物医学研究的热点之一,并且可能与乳腺癌等疾病的风险相关。基因工程和基因调控网络的研究为理解基因功能和细胞过程提供了新的视角,而基因敲除和必需性绕过的发现则提示我们基因间的相互作用在维持细胞生存和功能中起着重要作用。这些研究结果对于深入理解基因的生物学功能和疾病发生机制具有重要意义,并为疾病的治疗和预防提供了新的思路和策略。
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/