Actl7b,即actin-like 7B,是一种在哺乳动物中高度保守的基因,编码一种与β-肌动蛋白高度相似的肌动蛋白相关蛋白(ARP)。Actl7b主要在睾丸中特异性表达,尤其是在圆形和延伸期的精子细胞中。Actl7b在精子形成过程中发挥着重要作用,其功能缺失会导致雄性不育。
研究表明,Actl7b基因的缺失会导致精子细胞发育异常,表现为精子头部的顶体脱落、膜结构破坏以及鞭毛畸形。这些缺陷通常出现在精子形成的第9步之后,最终导致精子发生停滞。异常的精子细胞会被降解,并且自噬标记物的水平会增加。Actl7b与LC8型动力蛋白轻链DYNLL1和DYNLL2存在相互作用,这些轻链在精子形成的第9步后被检测到,并且在Actl7b缺失的情况下会发生错位[1,2]。
Actl7b基因的缺失还会导致精子数量减少,精子形态异常,以及鞭毛的多种形态学异常,这些缺陷与人类中导致男性不育的少精子症和精子形态异常相类似。因此,Actl7b被认为是精子发生的关键调节因子,对于男性生育能力至关重要[2]。
在人类中,Actl7b基因位于9号染色体上,是一个没有内含子的基因。研究表明,Actl7b基因在人类和啮齿动物中高度保守,表明其在精子发生中具有重要的功能。此外,Actl7b基因的表达受到CpG岛甲基化的调控。在体细胞中,Actl7b基因的开放阅读框中的CpG岛被甲基化,从而抑制了基因的表达。而在睾丸中,这些CpG岛被去甲基化,使得Actl7b基因得以表达[3,4]。
除了在精子发生中的作用外,Actl7b基因还与其他生物学过程相关。例如,研究表明,Actl7b基因的表达与绵羊的产仔数有关。通过基因组分析,研究人员发现Actl7b基因与绵羊的产仔数相关,表明该基因可能在哺乳动物的繁殖中发挥着重要作用[5]。
综上所述,Actl7b基因是一种在哺乳动物中高度保守的基因,编码一种与β-肌动蛋白高度相似的肌动蛋白相关蛋白。Actl7b主要在睾丸中特异性表达,在精子发生中发挥着重要作用。Actl7b基因的缺失会导致精子细胞发育异常,从而导致雄性不育。此外,Actl7b基因还与其他生物学过程相关,例如绵羊的产仔数。因此,Actl7b基因的研究对于理解精子发生机制、男性不育的诊断和治疗具有重要意义。
参考文献:
1. Merges, Gina E, Arévalo, Lena, Kovacevic, Andjela, Witke, Walter, Schorle, Hubert. 2023. Actl7b deficiency leads to mislocalization of LC8 type dynein light chains and disruption of murine spermatogenesis. In Development (Cambridge, England), 150, . doi:10.1242/dev.201593. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37800308/
2. Clement, Tracy M, Geyer, Christopher B, Willis, William D, Upadhyay, Srijana, Eddy, Edward M. . Actin-related protein ACTL7B ablation leads to OAT with multiple morphological abnormalities of the flagellum and male infertility in mice†. In Biology of reproduction, 108, 447-464. doi:10.1093/biolre/ioad001. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36617158/
3. Tanaka, Hiromitsu, Miyagawa, Yasushi, Tsujimura, Akira, Wada, Morimasa. 2019. Genetic Polymorphisms within The Intronless ACTL7A and ACTL7B Genes Encoding Spermatogenesis-Specific Actin-Like Proteins in Japanese Males. In International journal of fertility & sterility, 13, 245-249. doi:10.22074/ijfs.2019.5702. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31310081/
4. Chadwick, B P, Mull, J, Helbling, L A, Gusella, J F, Slaugenhaupt, S A. . Cloning, mapping, and expression of two novel actin genes, actin-like-7A (ACTL7A) and actin-like-7B (ACTL7B), from the familial dysautonomia candidate region on 9q31. In Genomics, 58, 302-9. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10373328/
5. Tao, L, He, X Y, Wang, F Y, Di, R, Chu, M X. 2021. Identification of genes associated with litter size combining genomic approaches in Luzhong mutton sheep. In Animal genetics, 52, 545-549. doi:10.1111/age.13078. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34002409/