基因NDUFS7,全称为NADH脱氢酶Fe-S蛋白7,是线粒体呼吸链复合物I中的一个关键亚基。复合物I,也称为NADH:泛醌氧化还原酶,是线粒体电子传递链中的第一个复合物,负责将NADH的电子传递给泛醌,并在这一过程中将质子从线粒体基质泵入膜间隙,形成质子动力势,为ATP的合成提供能量。NDUFS7亚基在复合物I的组装和功能中起着至关重要的作用,它参与了电子传递链的稳定和功能[6]。
NDUFS7基因突变已被证实与多种疾病相关。其中,Leigh综合征是一种罕见的线粒体疾病,主要影响儿童,表现为进行性脑病、发育迟缓和呼吸衰竭。研究表明,NDUFS7基因的突变会导致复合物I的组装缺陷,进而导致Leigh综合征的发生[1]。此外,NDUFS7基因的突变还与3-甲基戊二酸尿症(3-MGA)相关,这是一种罕见的代谢性疾病,表现为神经退行性变和代谢紊乱[3]。
值得注意的是,NDUFS7基因的突变还与一些非线粒体疾病相关。例如,有研究表明,NDUFS7基因的突变与精神分裂症的发生没有显著关联[2]。此外,NDUFS7基因的表达水平还与皮肤黑色素瘤的预后相关,NDUFS7的表达降低与黑色素瘤细胞的增殖和迁移能力降低相关[4]。
在基因功能研究方面,NDUFS7蛋白的修饰和功能研究取得了一些进展。例如,NDUFAF5蛋白被证实能够在复合物I组装的早期阶段对NDUFS7蛋白进行羟基化修饰,这一修饰对于复合物I的正确组装和功能至关重要[6]。此外,NDUFS7基因的表达稳定性研究也取得了一些进展,NDUFS7基因被证实是Lutjanus erythropterus鱼中表达稳定性较高的基因之一,可以作为qRT-PCR实验的参考基因[5]。
综上所述,NDUFS7基因是线粒体呼吸链复合物I中的一个重要亚基,其突变与多种疾病相关,包括Leigh综合征、3-MGA等。NDUFS7基因的表达和功能研究对于理解线粒体疾病的发病机制和寻找新的治疗靶点具有重要意义。此外,NDUFS7基因的研究还为理解非线粒体疾病的发生机制提供了新的线索。随着研究的深入,NDUFS7基因在生物学和医学领域的重要性将得到进一步的揭示。
参考文献:
1. Oikarainen, Jaakko, Hinttala, Reetta, Nayebzadeh, Naemeh, Suo-Palosaari, Maria, Uusimaa, Johanna. 2025. Novel intronic variant in NDUFS7 gene results in mitochondrial complex I assembly defect with early basal ganglia and midbrain involvement with progressive neuroimaging findings. In Mitochondrion, 81, 102007. doi:10.1016/j.mito.2025.102007. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39894241/
2. Ma, Liang, Zhang, Wen, Tang, Jinsong, Yao, Yong-Gang, Chen, Xiaogang. . No association between genetic polymorphisms of the NDUFS7 gene and schizophrenia in Han Chinese. In Psychiatric genetics, 23, 29-32. doi:10.1097/YPG.0b013e32835862c5. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22935918/
3. Pronicka, Ewa, Piekutowska-Abramczuk, Dorota, Ciara, Elżbieta, Krajewska-Walasek, Małgorzata, Płoski, Rafał. 2016. New perspective in diagnostics of mitochondrial disorders: two years' experience with whole-exome sequencing at a national paediatric centre. In Journal of translational medicine, 14, 174. doi:10.1186/s12967-016-0930-9. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27290639/
4. Xie, Jiaheng, Zhang, Pengpeng, Ma, Chenfeng, Zhou, Liping, Qi, Min. . Unravelling the metabolic landscape of cutaneous melanoma: Insights from single-cell sequencing analysis and machine learning for prognostic assessment of lactate metabolism. In Experimental dermatology, 33, e15119. doi:10.1111/exd.15119. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38881438/
5. Chen, Lujun, Liang, Qiulu, Lai, Zhuoxin, Wang, Zhongduo, Guo, Yusong. 2024. Systematic selection of suitable reference genes for quantitative real-time PCR normalization studies of gene expression in Lutjanus erythropterus. In Scientific reports, 14, 13323. doi:10.1038/s41598-024-63335-x. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38858385/
6. Rhein, Virginie F, Carroll, Joe, Ding, Shujing, Fearnley, Ian M, Walker, John E. 2016. NDUFAF5 Hydroxylates NDUFS7 at an Early Stage in the Assembly of Human Complex I. In The Journal of biological chemistry, 291, 14851-60. doi:10.1074/jbc.M116.734970. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27226634/