Sprtn-flox 基因敲除小鼠

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产品名称

Sprtn-flox 基因敲除小鼠

产品编号

S-CKO-08618

品系全称

C57BL/6JCya-Sprtnem1flox/Cya

品系背景

C57BL/6JCya

品系编号

CKOCMP-244666-Sprtn-B6J-VA

品系状态

使用本品系发表的文献需注明: Sprtn-flox 基因敲除小鼠 mice (Strain S-CKO-08618) were purchased from Cyagen.
交付类型
周龄
性别
基因型
数量
cKO小鼠库模型

基本信息

基因研究概述

质控标准

基因
基因全称
SprT-like N-terminal domain
基因别称
Gm505
染色体号
Chr 8 (Mouse)
转录本 ID
NCBI: NM_001111141 | Ensembl: ENSMUST00000034467
修饰方式
条件性基因敲除
靶向范围
Exon 2
敲除长度
~1.0 kb
品系说明
该品系是基于策略设计时的数据库信息制作而成,建议您在购买前查询最新的数据库和相关文献,以获取最准确的表型信息。
表型提示
MGI:2685351Mice homozygous for a knock-out allele die prior to implantation. Mice homozygous for a hypomorphic allele exhibit symptoms of progeria (lordokyphosis, cataracts, cachexia, reduced total fat mass and decreased exercise performance). Inducible homozygous knockout in MEFs leads to chromosomal instability.
Sprtn基因编码一种名为SPRTN的蛋白质,SPRTN是一种DNA结合金属蛋白酶,在哺乳动物中负责解决细胞毒性DNA-蛋白交联(DPCs)。DPCs是高度有毒的DNA加合物,会干扰忠实的DNA复制。SPRTN在DNA和泛素结合后,可以引发蛋白酶活性,切割DPC底物和自身。SPRTN在解决DPCs方面的功能对于维持基因组稳定性和正常的细胞稳态至关重要。在Ruijs-Aalfs综合征患者中,由于SPRTN基因突变,细胞表现出基因组不稳定,并易患肝细胞癌[5]。

SPRTN在DNA复制过程中发挥重要作用,因为它可以切割各种DNA结合底物,从而保护增殖细胞免受DPCs的毒性。Ruijs-Aalfs综合征(RJALS)患者细胞中,SPRTN存在单基因和双等位基因突变,这些细胞对诱导DPCs的试剂高度敏感,因为它们在DNA复制叉的进展和消除DPCs方面存在缺陷。因此,SPRTN蛋白酶代表了一种专门的DNA复制偶联DPC修复途径,这对于DNA复制进展和基因组稳定至关重要。SPRTN缺陷导致的DPCs清除障碍是RJALS的分子机制,并且DPCs是加速衰老和癌症的诱因[6]。

SPRTN在DPCs修复中具有高度特异性。使用定义的DPC模型底物,发现SPRTN在双链DNA中或在直接邻近的DNA结构中断处切割DPCs。相反,与完整的双链或单链DNA交联的蛋白质不会被SPRTN切割。核磁共振(NMR)光谱数据表明,特异性并非仅仅由亲和力驱动,而是通过一种灵活的两部分策略实现的,该策略基于两个DNA结合界面识别不同的结构特征。这将对DNA环境的识别与酶的激活联系起来,从而严格地将SPRTN的作用限制在生物学相关的场景中[7]。

在DNA复制过程中,当复制性CMG解旋酶绕过DPC并聚合酶将新合成的链延伸到加合物时,SPRTN被激活。FANCJ是一种5'到3'解旋酶,在DPC修复中也起着至关重要的作用。除了支持CMG绕过DPCs外,FANCJ对于SPRTN的激活也是必不可少的。FANCJ结合到DPC下游的单链DNA上,并利用其ATP酶活性展开蛋白质加合物,从而暴露出底层的DNA并允许切割加合物。FANCJ依赖的DPC展开对于在不能被降解的DPCs上进行的跨损伤DNA合成也是必不可少的。总之,结果表明,解旋酶介导的蛋白质展开使DPC修复中的多个事件成为可能[1]。

SPRTN在全局基因组DPC修复中也发挥着重要作用,这种修复不依赖于损伤的复制偶联检测。SPRTN在复制独立的情况下切割DPCs需要蛋白质加合物的SUMO靶向泛素化,并且发生在蛋白酶体DPC降解之外。SPRTN患者变异体中泛素结合缺陷会损害全局基因组DPC修复,并且当蛋白酶体DPC修复能力降低时会导致合成致死性[2]。

此外,DPCs还会严重阻碍RNA聚合酶II介导的转录,并且通过转录偶联DPC(TC-DPC)修复,优先修复活性基因中的DPCs。TC-DPC修复由转录偶联核苷酸切除修复(TC-NER)因子CSB和CSA启动,CSA和CSB对于TC-DPC修复是必不可少的。然而,下游TC-NER因子UVSSA和XPA不是必需的,这一结果表明了一种非典型的TC-NER机制。TC-DPC修复独立于SPRTN,但由泛素连接酶CRL4CSA和蛋白酶体介导。因此,基因中的DPCs优先以转录偶联的方式进行修复,以促进不受干扰的转录[3]。

SPRTN还与内质网(ER)应激反应有关,这种应激反应与肝细胞癌(HCC)的发展有关。SPRTN的双等位基因突变是目前已知的唯一与HCC早期发病相关的单基因突变。SPRTN与UPR传感器GRP78相互作用。此外,观察到在ER应激期间SPRTN水平下降,并且SPRTN耗尽的细胞对ER应激的敏感性增加。这些发现表明SPRTN在ER应激反应中起着至关重要的作用,并为HCC发病机制提供了新的见解[4]。

SPRTN是DNA复制偶联的DPC修复途径中的一种特殊的DNA依赖性金属蛋白酶,对于DNA复制进展和基因组稳定至关重要。SPRTN缺陷导致的DPCs清除障碍是RJALS的分子机制,并且DPCs是加速衰老和癌症的诱因。SPRTN在DPCs修复中具有高度特异性,能够识别DNA结构中断并切割DPCs,同时避免损伤周围的染色质蛋白。FANCJ在DPC修复中也起着重要作用,通过展开蛋白质加合物,使SPRTN能够切割DPCs。SPRTN还参与了全局基因组DPC修复和转录偶联DPC修复途径。此外,SPRTN还与ER应激反应有关,其表达水平的变化可能影响HCC的发展。

参考文献:
1. Yaneva, Denitsa, Sparks, Justin L, Donsbach, Maximilian, Stingele, Julian, Walter, Johannes C. . The FANCJ helicase unfolds DNA-protein crosslinks to promote their repair. In Molecular cell, 83, 43-56.e10. doi:10.1016/j.molcel.2022.12.005. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36608669/
2. Weickert, Pedro, Li, Hao-Yi, Götz, Maximilian J, Imhof, Axel, Stingele, Julian. 2023. SPRTN patient variants cause global-genome DNA-protein crosslink repair defects. In Nature communications, 14, 352. doi:10.1038/s41467-023-35988-1. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36681662/
3. van Sluis, Marjolein, Yu, Qing, van der Woude, Melanie, Lans, Hannes, Marteijn, Jurgen A. 2024. Transcription-coupled DNA-protein crosslink repair by CSB and CRL4CSA-mediated degradation. In Nature cell biology, 26, 770-783. doi:10.1038/s41556-024-01394-y. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38600236/
4. Batel, Anja, Polović, Mirjana, Glumac, Mateo, Acman, Mislav, Marinović Terzić, Ivana. 2023. SPRTN is involved in hepatocellular carcinoma development through the ER stress response. In Cancer gene therapy, 31, 376-386. doi:10.1038/s41417-023-00708-w. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38086993/
5. Lopez-Mosqueda, Jaime, Maddi, Karthik, Prgomet, Stefan, Terzic, Janos, Dikic, Ivan. 2016. SPRTN is a mammalian DNA-binding metalloprotease that resolves DNA-protein crosslinks. In eLife, 5, . doi:10.7554/eLife.21491. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27852435/
6. Vaz, Bruno, Popovic, Marta, Newman, Joseph A, Gileadi, Opher, Ramadan, Kristijan. 2016. Metalloprotease SPRTN/DVC1 Orchestrates Replication-Coupled DNA-Protein Crosslink Repair. In Molecular cell, 64, 704-719. doi:10.1016/j.molcel.2016.09.032. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27871366/
7. Reinking, Hannah K, Kang, Hyun-Seo, Götz, Maximilian J, Sattler, Michael, Stingele, Julian. 2020. DNA Structure-Specific Cleavage of DNA-Protein Crosslinks by the SPRTN Protease. In Molecular cell, 80, 102-113.e6. doi:10.1016/j.molcel.2020.08.003. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32853547/