基因Or4c110是嗅觉受体基因家族中的一员,该基因家族编码的蛋白质能够识别气味分子并触发神经信号,从而产生嗅觉。嗅觉受体基因家族在动物基因组中经历了广泛的复制和多样化,为动物提供了识别不同气味的能力。Or4c110基因在人类中主要表达于嗅觉上皮细胞,其编码的蛋白质能够识别特定的气味分子,参与嗅觉的形成。
基因复制和丢失是动物基因组进化过程中的常见事件,这两种动态过程的平衡导致了不同物种之间基因数量的显著差异[1]。在基因复制后,通常两个子代基因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,一个副本会从其同源基因中显著分化。这种“非对称进化”在串联基因复制后比在基因组复制后更为常见,并且可以产生实质性的新基因[1]。
乳腺癌是一种异质性很强的疾病,其中大部分病例(约70%)被认为是散发性的。家族性乳腺癌(约30%的患者)通常出现在乳腺癌高发家族中,并与一些高、中、低渗透率的易感基因相关[2]。家族连锁研究已经确定了高渗透率基因,如BRCA1、BRCA2、PTEN和TP53,这些基因负责遗传综合征。此外,基于家族和人群的方法表明,参与DNA修复的基因,如CHEK2、ATM、BRIP1(FANCJ)、PALB2(FANCN)和RAD51C(FANCO),与中度乳腺癌风险相关[2]。基因组关联研究(GWAS)在乳腺癌中发现了一些常见的低渗透率等位基因,这些等位基因与乳腺癌风险略有增加或降低相关[2]。目前,只有高渗透率基因在临床实践中被广泛应用。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被纳入基因检测。然而,在多基因面板检测完全应用于临床工作流程之前,需要对中度和低风险变异体的临床管理进行更多研究[2]。
基因调控网络是细胞内基因和蛋白质连接产生的分子网络图,类似于复杂的电子电路。对基因调控网络的系统理解需要开发一个描述电路连接的数学框架[3]。近年来,在测序和基因工程方面的实验进展使得这一方法成为可能,通过设计和实施易于数学建模和定量分析的合成基因网络。这些发展标志着基因电路学科的兴起,该学科为预测和评估细胞过程动力学提供了一个框架。合成基因网络还将导致新的细胞控制逻辑形式,这可能对功能基因组学、纳米技术和基因和细胞治疗有重要应用[3]。
理解基因型-表型关系是生物学中的核心目标。基因敲除产生完全的基因失活基因型,是探测基因功能的一种常用方法。基因敲除的最严重表型后果是致死性。具有致死性敲除表型的基因被称为必需基因。基于酵母的全基因组敲除分析表明,基因组中大约四分之一的基因可能是必需的。与基因型-表型关系一样,基因必需性也受背景效应的影响,并且可能因基因-基因相互作用而变化。特别是,对于一些必需基因,由敲除引起的致死性可以通过外基因抑制因子来挽救。这种“必需性的绕过”(BOE)基因-基因相互作用是一种研究不足的遗传抑制类型。最近的一项系统分析显示,在裂殖酵母Schizosaccharomyces pombe中,几乎30%的必需基因的必需性可以通过BOE相互作用来绕过[4]。
综上所述,基因Or4c110是嗅觉受体基因家族中的一员,参与嗅觉的形成。基因复制和丢失是动物基因组进化过程中的常见事件,这两种动态过程的平衡导致了不同物种之间基因数量的显著差异[1]。乳腺癌是一种异质性很强的疾病,其中大部分病例被认为是散发性的。家族性乳腺癌通常出现在乳腺癌高发家族中,并与一些高、中、低渗透率的易感基因相关[2]。基因调控网络是细胞内基因和蛋白质连接产生的分子网络图,类似于复杂的电子电路。对基因调控网络的系统理解需要开发一个描述电路连接的数学框架[3]。理解基因型-表型关系是生物学中的核心目标。基因敲除产生完全的基因失活基因型,是探测基因功能的一种常用方法[4]。
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/