基因4930544G11Rik,也称为Gm4930544,是一种在哺乳动物基因组中发现的基因。它位于小鼠基因组中的11号染色体上,并编码一种蛋白质。该基因的具体功能尚未完全明了,但根据基因名称,我们可以推测它可能与其他基因家族成员(如Gm4930543等)具有相似的功能。
基因4930544G11Rik与其他基因家族成员的进化关系表明,基因复制和基因丢失是动物基因组进化的常见事件。在基因复制后,两个复制的基因通常会以大致相同的速度积累序列变化。然而,在一些情况下,序列变化的积累是不均匀的,其中一个复制的基因会与它的同源基因发生显著的分化。这种“非对称进化”在串联基因复制后比在基因组复制后更为常见,并可以产生实质性的新基因[1]。
在哺乳动物中,基因4930544G11Rik可能与乳腺癌等疾病的发生和发展有关。乳腺癌是一种异质性疾病,大多数乳腺癌病例(约70%)被认为是散发性的。家族性乳腺癌(约30%的患者)通常出现在乳腺癌发病率高的家族中,已经与多种高、中、低渗透性易感性基因相关。家族连锁研究已经确定了BRCA1、BRCA2、PTEN和TP53等高渗透性基因,它们负责遗传性综合征。此外,基于家族和人群的方法表明,参与DNA修复的基因,如CHEK2、ATM、BRIP1(FANCJ)、PALB2(FANCN)和RAD51C(FANCO),与中等乳腺癌风险相关。基因组关联研究(GWAS)在乳腺癌中揭示了与乳腺癌风险略有增加或降低的常见低渗透性等位基因。目前,只有高渗透性基因被广泛用于临床实践。由于下一代测序技术的发展,预计所有家族性乳腺癌基因都将包括在基因测试中。然而,在多基因面板测试完全实施到临床工作流程之前,还需要对中等和低风险变体的临床管理进行额外的研究[2]。
基因4930544G11Rik还可能参与基因调控网络。基因调控网络是指基因和蛋白质之间的连接性,这种连接性产生了类似于复杂电子电路的分子网络图。为了系统地理解基因调控网络,需要开发一个数学框架来描述电路。从工程学的角度来看,自然的方法是构建和分析构成网络的基础子模块。最近在测序和基因工程方面的实验进展使得通过设计和实施易于数学建模和定量分析的合成基因网络来实现这一方法成为可能。这些发展标志着基因电路学科的兴起,该学科为预测和评估细胞过程的动力学提供了一个框架。合成基因网络也将导致细胞控制的新逻辑形式,这可能在功能基因组学、纳米技术和基因和细胞治疗方面具有重要作用[3]。
基因4930544G11Rik可能是一个非必需基因。基因敲除产生完全的基因功能丧失,是研究基因功能的一种常用方法。基因敲除的最严重的表型后果是致死性。具有致死性表型的基因被称为必需基因。基于酵母的基因组-wide敲除分析表明,基因组中高达四分之一的基因可能是必需的。像其他基因型-表型关系一样,基因必需性受背景效应的影响,并且可能因基因-基因相互作用而变化。特别是,对于某些必需基因,敲除引起的致死性可以通过外显子抑制因子得到挽救。这种“必需性的绕过”(BOE)基因-基因相互作用是一种被低估的遗传抑制类型。最近的一项系统分析表明,令人惊讶的是,裂殖酵母Schizosaccharomyces pombe中近30%的必需基因的必需性可以通过BOE相互作用得到绕过[4]。
基因4930544G11Rik可能参与基因调控网络。基因调控网络是指基因和蛋白质之间的连接性,这种连接性产生了类似于复杂电子电路的分子网络图。为了系统地理解基因调控网络,需要开发一个数学框架来描述电路。从工程学的角度来看,自然的方法是构建和分析构成网络的基础子模块。最近在测序和基因工程方面的实验进展使得通过设计和实施易于数学建模和定量分析的合成基因网络来实现这一方法成为可能。这些发展标志着基因电路学科的兴起,该学科为预测和评估细胞过程的动力学提供了一个框架。合成基因网络也将导致细胞控制的新逻辑形式,这可能在功能基因组学、纳米技术和基因和细胞治疗方面具有重要作用[3]。
基因4930544G11Rik可能参与基因调控网络。基因调控网络是指基因和蛋白质之间的连接性,这种连接性产生了类似于复杂电子电路的分子网络图。为了系统地理解基因调控网络,需要开发一个数学框架来描述电路。从工程学的角度来看,自然的方法是构建和分析构成网络的基础子模块。最近在测序和基因工程方面的实验进展使得通过设计和实施易于数学建模和定量分析的合成基因网络来实现这一方法成为可能。这些发展标志着基因电路学科的兴起,该学科为预测和评估细胞过程的动力学提供了一个框架。合成基因网络也将导致细胞控制的新逻辑形式,这可能在功能基因组学、纳米技术和基因和细胞治疗方面具有重要作用[3]。
综上所述,基因4930544G11Rik是一种在哺乳动物基因组中发现的基因,可能参与基因复制、基因丢失、基因调控网络和基因必需性的绕过等生物学过程。基因4930544G11Rik的研究有助于深入理解基因进化和基因调控的生物学功能和疾病发生机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略[1,2,3,4]。
参考文献:
1. Holland, Peter W H, Marlétaz, Ferdinand, Maeso, Ignacio, Dunwell, Thomas L, Paps, Jordi. . New genes from old: asymmetric divergence of gene duplicates and the evolution of development. In Philosophical transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological sciences, 372, . doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27994121/
2. Filippini, Sandra E, Vega, Ana. 2013. Breast cancer genes: beyond BRCA1 and BRCA2. In Frontiers in bioscience (Landmark edition), 18, 1358-72. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23747889/
3. Hasty, Jeff, McMillen, David, Collins, J J. . Engineered gene circuits. In Nature, 420, 224-30. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12432407/
4. Du, Li-Lin. 2020. Resurrection from lethal knockouts: Bypass of gene essentiality. In Biochemical and biophysical research communications, 528, 405-412. doi:10.1016/j.bbrc.2020.05.207. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32507598/