Katnb1基因编码微管切割蛋白复合物katanin的非催化调节亚基KATNB1。KATNB1与催化亚基KATNA1共同作用,负责切割微管,从而调节微管的动态和稳定性。KATNB1在多种生物学过程中发挥作用,包括细胞分裂、细胞迁移、神经发生和精子形成。KATNB1的异常表达或突变与多种疾病相关,包括心脏缺陷、神经系统疾病和不孕症。
在心脏发育方面,Katnb1基因的突变导致小鼠胚胎出现心脏缺陷,包括心室分隔不全和心脏瓣膜异常。这些发现表明,KATNB1在心脏发育过程中起着至关重要的作用,其功能异常可能导致心脏缺陷的发生[1]。此外,KATNB1还在精子形成过程中发挥重要作用。KATNB1在人类和小鼠的生殖细胞中表达,并在精子形成的各个阶段发挥作用,包括减数分裂、精子头部塑形和鞭毛形成。KATNB1的异常表达或突变可能导致精子数量减少、精子形态异常和运动能力下降,进而导致不孕症[2,4]。
在神经系统发育方面,KATNB1的突变导致人类出现严重的脑部畸形,如微脑症和脑发育不良。这些发现表明,KATNB1在神经系统发育过程中起着至关重要的作用,其功能异常可能导致脑部畸形的发生[3,6]。此外,KATNB1还在维持微管稳态方面发挥作用。KATNB1通过切割微管,调节微管的动态和稳定性,从而影响细胞骨架的组装和功能。KATNB1的异常表达或突变可能导致细胞骨架结构异常,进而影响细胞的正常功能和生物学过程[3,5]。
综上所述,Katnb1基因编码的KATNB1蛋白在多种生物学过程中发挥着重要作用,包括心脏发育、神经系统发育和精子形成。KATNB1的异常表达或突变与多种疾病相关,包括心脏缺陷、神经系统疾病和不孕症。KATNB1的研究有助于深入理解微管动态和稳定性的调控机制,为相关疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Furtado, Milena B, Merriner, D Jo, Berger, Silke, Jamsai, Duangporn, O'Bryan, Moira K. 2017. Mutations in the Katnb1 gene cause left-right asymmetry and heart defects. In Developmental dynamics : an official publication of the American Association of Anatomists, 246, 1027-1035. doi:10.1002/dvdy.24564. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28791777/
2. O'Donnell, L, McLachlan, R I, Merriner, D Jo, O'Bryan, M K, Jamsai, D. 2014. KATNB1 in the human testis and its genetic variants in fertile and oligoasthenoteratozoospermic infertile men. In Andrology, 2, 884-91. doi:10.1111/andr.276. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25280067/
3. Hu, Wen F, Pomp, Oz, Ben-Omran, Tawfeg, Reversade, Bruno, Walsh, Christopher A. . Katanin p80 regulates human cortical development by limiting centriole and cilia number. In Neuron, 84, 1240-57. doi:10.1016/j.neuron.2014.12.017. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25521379/
4. Pleuger, Christiane, Fietz, Daniela, Hartmann, Katja, Dorresteijn, Adriaan, Bergmann, Martin. 2016. Expression of katanin p80 in human spermatogenesis. In Fertility and sterility, 106, 1683-1690.e1. doi:10.1016/j.fertnstert.2016.08.043. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27717557/
5. Kaya, Yesim, Korulu, Sirin, Tunoglu, Ezgi Nurdan Yenilmez, Yildiz, Aysegul. 2023. A potential posttranscriptional regulator for p60-katanin: miR-124-3p. In Cytoskeleton (Hoboken, N.J.), 80, 437-447. doi:10.1002/cm.21769. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37439368/
6. Yigit, Gökhan, Wieczorek, Dagmar, Bögershausen, Nina, Nürnberg, Peter, Wollnik, Bernd. 2015. A syndrome of microcephaly, short stature, polysyndactyly, and dental anomalies caused by a homozygous KATNB1 mutation. In American journal of medical genetics. Part A, 170, 728-33. doi:10.1002/ajmg.a.37484. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26640080/