Zfp541-KO 基因敲除小鼠

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产品名称

Zfp541-KO 基因敲除小鼠

产品编号

S-KO-11836

品系全称

C57BL/6NCya-Zfp541em1/Cya

品系背景

C57BL/6NCya

品系编号

KOCMP-666528-Zfp541-B6N-VA

品系状态

使用本品系发表的文献需注明: Zfp541-KO 基因敲除小鼠 mice (Strain S-KO-11836) were purchased from Cyagen.
交付类型
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性别
基因型
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基本信息

基因研究概述

质控标准

基因
基因全称
zinc finger protein 541
基因别称
EG666528,Znf541
染色体号
Chr 7 (Mouse)
转录本 ID
NCBI: NM_001099277 | Ensembl: ENSMUST00000108509
修饰方式
全身性基因敲除
靶向范围
Exon 2~3
敲除长度
~3.5 kb
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:3647699Knock-out males are infertile, with delayed progression from early to mid/late pachynema and no mature spermatozoa in the cauda epididymis. Spermatocytes show abnormal programmed DNA double-strand break repair, impaired crossover formation and resolution, and asynapsis of the XY chromosomes.
Zfp541,也称为锌指蛋白541,是一种在哺乳动物中发现的蛋白质,它在精子发生和减数分裂过程中发挥关键作用。Zfp541属于锌指蛋白家族,这一类蛋白质含有能够与DNA或RNA结合的锌指结构域,从而调节基因的表达。Zfp541在精子发生过程中,特别是在减数分裂的前期,通过调节转录程序和染色质组织,确保减数分裂的顺利进行[1]。

研究表明,Zfp541在精子发生过程中的pachytene阶段至关重要。在这一阶段,Zfp541通过与染色质免疫沉淀(ChIP)测序和单细胞RNA测序(scRNA-seq)分析显示,Zfp541主要结合到pre-pachytene基因的启动子区域,包括与减数分裂DNA双链断裂(DSB)形成相关的基因(如Prdm9和Mei1)及其上游激活因子(如Meiosin和Rxra)。Zfp541通过维持这些基因的抑制状态,防止DSB的形成,确保减数分裂的正常进行[2]。Zfp541的缺失会导致DSB形成相关基因的异常激活,从而导致减数分裂在diplotene阶段停滞[3]。

进一步的研究表明,Zfp541与KCTD19协同作用,共同调节染色质组织和转录程序,确保减数分裂的正常进行。Zfp541和KCTD19的缺失会导致染色体末端分离、染色体轴成分和重组蛋白的异常定位以及组蛋白修饰的全球性改变[4]。Zfp541/KCTD19复合物通过激活基因表达并抑制主要的转录抑制因子,同时直接调节染色质组织,确保减数分裂I前期在染色体结构和生化水平上的多事件协调进展[5]。

Zfp541/KCTD19复合物还参与调节减数分裂基因的表达,如Kctd19。Zfp541通过与KCTD19、组蛋白脱乙酰酶1/2(HDAC1/2)和脱氧核苷酸转移酶末端相互作用蛋白1(DNTTIP1)相互作用,结合并激活与减数分裂和后减数分裂相关的基因的表达。KCTD19反过来促进ZFP541的转录激活活性,形成一个正反馈回路,确保减数分裂的顺利进行[6]。

Zfp541和KCTD19的缺失会导致雄性小鼠的不育,因为它们在减数分裂过程中出现结构缺陷和重组缺陷。Zfp541的缺失会导致XY染色体的非联会、异常的DSB修复、交联形成和解析受损。Kctd19的缺失则会导致精子细胞在减数分裂I前期的中期到后期过渡时发生凋亡[7]。此外,KCTD19的双等位基因变异与男性因子不育和少精子症相关,表明KCTD19在人类生殖中的关键作用[8]。

综上所述,Zfp541在精子发生和减数分裂过程中发挥重要作用。Zfp541通过与KCTD19协同作用,调节染色质组织和转录程序,确保减数分裂的正常进行。Zfp541的研究有助于深入理解减数分裂的分子机制,为男性不育的治疗和预防提供新的思路和策略。

参考文献:
1. Xu, Jianze, Gao, Jianing, Liu, Junyan, Ma, Hui, Shi, Qinghua. . ZFP541 maintains the repression of pre-pachytene transcriptional programs and promotes male meiosis progression. In Cell reports, 38, 110540. doi:10.1016/j.celrep.2022.110540. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35320728/
2. Zhou, Xu, Fang, Kailun, Liu, Yanlei, Chen, Charlie Degui, Wang, Shunxin. 2023. ZFP541 and KCTD19 regulate chromatin organization and transcription programs for male meiotic progression. In Cell proliferation, 57, e13567. doi:10.1111/cpr.13567. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37921559/
3. Horisawa-Takada, Yuki, Kodera, Chisato, Takemoto, Kazumasa, Araki, Kimi, Ishiguro, Kei-Ichiro. 2021. Meiosis-specific ZFP541 repressor complex promotes developmental progression of meiotic prophase towards completion during mouse spermatogenesis. In Nature communications, 12, 3184. doi:10.1038/s41467-021-23378-4. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34075040/
4. Li, Yushan, Meng, Ranran, Li, Shanze, Xu, Dan, Wang, Fengchao. 2022. The ZFP541-KCTD19 complex is essential for pachytene progression by activating meiotic genes during mouse spermatogenesis. In Journal of genetics and genomics = Yi chuan xue bao, 49, 1029-1041. doi:10.1016/j.jgg.2022.03.005. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35341968/
5. Oura, Seiya, Koyano, Takayuki, Kodera, Chisato, Ishiguro, Kei-Ichiro, Ikawa, Masahito. 2021. KCTD19 and its associated protein ZFP541 are independently essential for meiosis in male mice. In PLoS genetics, 17, e1009412. doi:10.1371/journal.pgen.1009412. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33961623/
6. Wang, Weili, Su, Lilan, Meng, Lanlan, Tu, Chaofeng, Tan, Yue-Qiu. . Biallelic variants in KCTD19 associated with male factor infertility and oligoasthenoteratozoospermia. In Human reproduction (Oxford, England), 38, 1399-1411. doi:10.1093/humrep/dead095. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37192818/
7. Choi, Eunyoung, Han, Cecil, Park, Inju, Eddy, Edward M, Cho, Chunghee. 2008. A novel germ cell-specific protein, SHIP1, forms a complex with chromatin remodeling activity during spermatogenesis. In The Journal of biological chemistry, 283, 35283-94. doi:10.1074/jbc.M805590200. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18849567/
8. Abel, M H, Baban, D, Lee, S, Charlton, H M, O'Shaughnessy, P J. 2009. Effects of FSH on testicular mRNA transcript levels in the hypogonadal mouse. In Journal of molecular endocrinology, 42, 291-303. doi:10.1677/JME-08-0107. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19136570/