Papolb-flox 基因敲除小鼠

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产品名称

Papolb-flox 基因敲除小鼠

产品编号

S-CKO-12149

品系全称

C57BL/6JCya-Papolbem1flox/Cya

品系背景

C57BL/6JCya

品系编号

CKOCMP-56522-Papolb-B6J-VA

品系状态

使用本品系发表的文献需注明: Papolb-flox 基因敲除小鼠 mice (Strain S-CKO-12149) 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
poly (A) polymerase beta (testis specific)
基因别称
PAP,Paplob,Papola-ps,Papt,Plap-ps,Tpap
染色体号
Chr 5 (Mouse)
转录本 ID
NCBI: NM_019943.2 | Ensembl: ENSMUST00000099400
修饰方式
条件性基因敲除
靶向范围
Exon 1
敲除长度
~1959 bp
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:1932115Homozygotes for a targeted null mutation exhibit male infertility associated with reduced testes weight, smaller seminiferous tubules, and arrested spermiogenesis.
Papolb,也称为poly(A)聚合酶β,是一种在精子发生过程中至关重要的基因。在哺乳动物中,Papolb基因编码的蛋白质负责在mRNA的3'端添加多腺苷酸尾巴(poly(A)尾),这是mRNA成熟和稳定的关键步骤。Poly(A)尾不仅有助于mRNA的出核和稳定性,还影响mRNA的翻译效率。Papolb在精子发生中的特异表达表明其在精子成熟和功能中具有重要作用。Papolb基因的突变或缺失可能导致精子发生障碍,从而影响男性生育能力。

为了研究Papolb基因在人类男性不育中的作用,一项研究调查了该基因与人类Sertoli细胞仅综合征(SCOS)相关性的关系。SCOS是一种男性不育的严重形式,其中睾丸中缺乏精子发生细胞,仅存在Sertoli细胞。研究通过对139名日本SCOS患者和正常对照者进行PAPOLB编码区的突变分析,未检测到直接导致SCOS的突变。然而,在编码区发现了三个单核苷酸多态性(SNPs),但这些SNPs在SCOS组和对照组之间的等位基因和基因型分布没有显著差异。这表明PAPOLB基因可能与人类SCOS导致的无精子症无关[1]。

另一项研究探讨了转录因子BNC1在精子发生中的作用。BNC1对精子发生和男性生育能力至关重要。研究发现,BNC1的突变导致BNC1蛋白水平下降,并通过细胞凋亡导致生殖细胞丢失。BNC1的突变还导致精子发生基因Ybx2和Papolb的表达下调。为了研究BNC1如何促进Ybx2和Papolb的转录,研究人员进行了染色质免疫沉淀和荧光素酶报告基因实验,以确定BNC1是否直接结合到Ybx2和Papolb的启动子区域。结果显示,BNC1直接结合到Ybx2和Papolb的启动子区域,并促进这些基因的转录。这表明BNC1通过直接结合到启动子区域,调控Ybx2和Papolb的转录,从而在精子发生中发挥作用[2]。

此外,还有研究发现miR-125b-2在睾丸中的敲除与Papolb基因的表达调控有关。miR-125b-2的敲除导致精子计数减少和精子质量下降。转录组测序分析显示,与野生型相比,miR-125b-2敲除小鼠的睾丸中有173个上调基因,包括Papolb(PAP),以及151个下调基因。KEGG和GO分析表明,这些基因参与精子线粒体代谢和细胞生物学过程。此外,miR-125b-2敲除小鼠的精子线粒体DNA(mtDNA)拷贝数显著增加,但mtDNA完整性和mt-Cytb、mt-ATP6的突变没有变化。Western印迹和荧光素酶实验验证了PAP是miR-125b-5p的直接靶标。这项研究首次证明miR-125b-2通过直接靶向PAP基因来调节睾酮分泌,并增加精子mtDNA拷贝数来影响精子质量。这表明miR-125b-2通过调节PAP基因的表达,对动物的繁殖性能产生积极影响,并可能成为男性不育的潜在药物和诊断靶点[3]。

在奶牛中,一项研究通过全基因组关联研究(GWAS)来识别与繁殖性状相关的基因。研究人员使用5.6百万个预测的DNA序列变异(SNPs)对18个性状进行了GWAS分析。结果显示,与母牛、奶牛和公牛性状相关的SNPs分别有87、72和84个,这些SNPs在基因组中的分布广泛且独特。生物学功能分析表明,与免疫反应和脂肪酸代谢相关的基因在母牛和奶牛性状中显著富集。此外,还发现了一些与母牛、奶牛和公牛性状相关的候选基因,包括PAPOLB。这表明PAPOLB基因可能在奶牛的繁殖性状中发挥作用[4]。

此外,还有研究探讨了Papolb基因与低级别胶质瘤(LGG)复发的关系。通过对LGG相关mRNA测序数据的分析,研究人员发现了326个差异表达基因(DEGs)。GO分析显示,这些DEGs与细胞分化、神经元分化和细胞增殖等生物学过程有关。KEGG数据库分析表明,DEGs与多种信号通路相关,包括Wnt信号通路、PI3K-Akt信号通路和Hippo信号通路。Papolb是蛋白质-蛋白质相互作用网络中的枢纽基因之一。GSEA分析表明,细胞周期、DNA复制和修复、细胞凋亡调控、神经元分化和Wnt信号通路等生物学过程可能与LGG复发相关[5]。

综上所述,Papolb基因在精子发生、男性生育能力、繁殖性状和肿瘤发生等方面发挥重要作用。Papolb基因的表达调控受到多种因素的调控,包括转录因子BNC1和miR-125b-2。Papolb基因的突变或缺失可能导致精子发生障碍和男性不育。此外,Papolb基因的表达异常与低级别胶质瘤的复发有关。这些研究结果表明Papolb基因在生物学过程中发挥重要作用,并为研究男性不育和肿瘤发生提供了重要的分子机制和潜在的治疗靶点。

参考文献:
1. Miyamoto, T, Shin, T, Iijima, M, Saijo, Y, Sengoku, K. 2019. The poly(A) polymerase beta gene may not be associated with azoospermia caused by Sertoli-cell-only syndrome in Japanese patients by comparing patients and normal controls. In Journal of obstetrics and gynaecology : the journal of the Institute of Obstetrics and Gynaecology, 39, 434-436. doi:10.1080/01443615.2018.1504205. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30744435/
2. Li, Jing-Yi, Ying, Yan-Yun, Qian, Yu-Li, Huang, He-Feng, Zhang, Dan. 2020. BNC1 Promotes Spermatogenesis by Regulating Transcription of Ybx2 and Papolb via Direct Binding to Their Promotor Elements. In Reproductive sciences (Thousand Oaks, Calif.), 28, 785-793. doi:10.1007/s43032-020-00342-z. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33211273/
3. Li, Longlong, Zhu, Yanling, Chen, Ting, Zhang, Yongliang, Xi, Qianyun. 2019. MiR-125b-2 Knockout in Testis Is Associated with Targeting to the PAP Gene, Mitochondrial Copy Number, and Impaired Sperm Quality. In International journal of molecular sciences, 20, . doi:10.3390/ijms20010148. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30609807/
4. Chen, Shi-Yi, Schenkel, Flavio S, Melo, Ana L P, Melka, Melkaye G, Brito, Luiz F. 2022. Identifying pleiotropic variants and candidate genes for fertility and reproduction traits in Holstein cattle via association studies based on imputed whole-genome sequence genotypes. In BMC genomics, 23, 331. doi:10.1186/s12864-022-08555-z. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35484513/
5. Deng, Teng, Gong, Yi-Zhen, Wang, Xiang-Kun, Mo, Li-Gen, Li, Le-Qun. 2019. Use of Genome-Scale Integrated Analysis to Identify Key Genes and Potential Molecular Mechanisms in Recurrence of Lower-Grade Brain Glioma. In Medical science monitor : international medical journal of experimental and clinical research, 25, 3716-3727. doi:10.12659/MSM.913602. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31104065/