ACTR8,也称为Actin-related protein 8,是核肌动蛋白相关蛋白家族的成员之一。该家族的蛋白质与肌动蛋白在结构上相似,但功能上有所不同。ACTR8主要作为染色质重塑复合体INO80的亚基,在细胞核内发挥重要作用。INO80复合体参与多种细胞过程,包括基因转录、DNA修复和染色体稳定性维持。ACTR8在维持基因表达和基因组稳定性方面发挥着关键作用。
在非人灵长类动物中,ACTR8基因的转录后调控机制受到Alu转座元件的影响。一项研究发现,一个单一的G重复突变在AluSz6中提供了一个新的标准5'剪接位点,导致一个Alu-exonized ACTR8转录本的产生。这个转录本在旧世界猴和猿类以及人类中特异性表达,但在其他灵长类动物中不表达。这种谱系特异性表达可能是由于Alu转座元件的插入和随后的G重复突变引起的[1]。这项研究揭示了转座元件在非人灵长类动物中基因表达调控的潜在作用。
在卵巢癌中,ACTR8基因的突变与恶性细胞状态和免疫逃逸有关。一项研究发现,PTPN1和ACTR8基因的敲除可以触发恶性细胞状态,并使卵巢癌细胞对T细胞和自然杀伤细胞的细胞毒性敏感。这表明ACTR8基因在卵巢癌的免疫逃逸中发挥重要作用[2]。
在基因组DNA甲基化和基因表达方面,ACTR8基因也受到调控。一项研究发现,在单倍体和二倍体虎鱼中,ACTR8基因的甲基化状态存在差异。这些差异可能与单倍体综合征的形成有关,包括身体异常和早期胚胎死亡[3]。此外,在幼年和成年大口黑鲈的骨骼肌中,miR-103可以结合ACTR8的3'-UTR,并调节其表达。这表明miR-103可能在骨骼肌发育中发挥重要作用[4]。
ACTR8基因在退行性腰椎椎管狭窄症(DLSS)中也受到关注。一项研究发现,在DLSS患者中,ACTR8基因存在多种单核苷酸多态性(SNPs),这些变异可能与DLSS的发病机制有关。这表明ACTR8基因的遗传变异可能在DLSS的发生发展中发挥作用[5]。
在染色质重塑和DNA修复方面,ACTR8基因也发挥重要作用。一项研究发现,Arp8是INO80复合体的亚基之一,具有结合核小体的能力。Arp8在核小体识别和染色质重塑过程中发挥重要作用,并参与DNA修复反应[6]。此外,ATM和ATR蛋白可以调节Arp8的磷酸化,以防止染色体易位的发生[7]。INO80复合体还可以通过其亚基Ino80在DNA双链断裂修复中发挥重要作用,包括DNA末端切除和同源重组修复[8]。
综上所述,ACTR8基因在非人灵长类动物中的转录后调控、卵巢癌的免疫逃逸、基因组DNA甲基化和基因表达、退行性腰椎椎管狭窄症的发病机制以及染色质重塑和DNA修复等方面发挥重要作用。这些研究为我们深入理解ACTR8基因的生物学功能和其在疾病发生发展中的作用提供了重要信息。
参考文献:
1. Choe, Se-Hee, Park, Sang-Je, Cho, Hyeon-Mu, Kim, Young-Hyun, Huh, Jae-Won. 2020. A single mutation in the ACTR8 gene associated with lineage-specific expression in primates. In BMC evolutionary biology, 20, 66. doi:10.1186/s12862-020-01620-9. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32503430/
2. Yeh, Christine Yiwen, Aguirre, Karmen, Laveroni, Olivia, Howitt, Brooke E, Jerby, Livnat. 2024. Mapping spatial organization and genetic cell-state regulators to target immune evasion in ovarian cancer. In Nature immunology, 25, 1943-1958. doi:10.1038/s41590-024-01943-5. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39179931/
3. Zhou, He, Wang, Qian, Zhou, Zi-Yu, Wang, Wei, Shao, Chang-Wei. 2022. Genome-wide DNA methylation and gene expression patterns of androgenetic haploid tiger pufferfish (Takifugu rubripes) provide insights into haploid syndrome. In Scientific reports, 12, 8252. doi:10.1038/s41598-022-10291-z. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35585152/
4. Huang, Yong, Chen, Haigang, Gao, Xiaochan, Ren, Hongtao, Gao, Shiyang. 2022. Identification and functional analysis of miRNAs in skeletal muscle of juvenile and adult largemouth bass, Micropterus salmoides. In Comparative biochemistry and physiology. Part D, Genomics & proteomics, 42, 100985. doi:10.1016/j.cbd.2022.100985. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35381488/
5. Jiang, Xin, Chen, Dong. 2021. The identification of novel gene mutations for degenerative lumbar spinal stenosis using whole-exome sequencing in a Chinese cohort. In BMC medical genomics, 14, 134. doi:10.1186/s12920-021-00981-4. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34020649/
6. Gerhold, Christian B, Winkler, Duane D, Lakomek, Kristina, Luger, Karolin, Hopfner, Karl-Peter. 2012. Structure of Actin-related protein 8 and its contribution to nucleosome binding. In Nucleic acids research, 40, 11036-46. doi:10.1093/nar/gks842. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22977180/
7. Sun, Jiying, Shi, Lin, Kinomura, Aiko, Kanaar, Roland, Tashiro, Satoshi. 2018. Distinct roles of ATM and ATR in the regulation of ARP8 phosphorylation to prevent chromosome translocations. In eLife, 7, . doi:10.7554/eLife.32222. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29759113/
8. Gospodinov, Anastas, Vaissiere, Thomas, Krastev, Dragomir B, Anachkova, Boyka, Herceg, Zdenko. 2011. Mammalian Ino80 mediates double-strand break repair through its role in DNA end strand resection. In Molecular and cellular biology, 31, 4735-45. doi:10.1128/MCB.06182-11. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21947284/