基因1810030O07Rik,也称为Rik,是一种非编码RNA基因,属于长链非编码RNA(lncRNA)类别。lncRNA是一种长度大于200个核苷酸的RNA分子,它们不编码蛋白质,但参与调控基因表达和生物学过程。Rik基因在哺乳动物基因组中广泛存在,并在不同的组织和细胞类型中表达。研究表明,Rik基因在细胞增殖、分化、发育和疾病发生等方面发挥重要作用。
基因复制和基因丢失是动物基因组进化过程中的常见事件,两者之间的平衡对物种之间基因数量的差异有着重要影响。在基因复制后,两个副本通常以相似的速率积累序列变化。然而,在某些情况下,序列变化的积累非常不均匀,其中一个副本会与其同源基因产生显著差异,这种现象称为"不对称进化"。不对称进化在串联基因复制后比在全基因组复制后更为常见,并可能产生新的基因。例如,在蛾、软体动物和哺乳动物中,复制后的同源异型基因发生了不对称进化,形成了新的同源异型基因,这些基因被招募到新的发育功能中[1]。
乳腺癌是一种异质性很强的疾病,大多数乳腺癌病例(约70%)被认为是散发性。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,与许多高、中、低外显率的易感基因相关。家族连锁研究已确定BRCA1、BRCA2、PTEN和TP53等高外显率基因,这些基因负责遗传性综合征。此外,结合家族和人群方法表明,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。乳腺癌的全基因组关联研究(GWAS)揭示了与乳腺癌风险略有增加或减少的常见低外显率等位基因。目前,只有高外显率基因在临床实践中得到广泛应用。随着下一代测序技术的发展,预计所有家族性乳腺癌基因都将纳入基因检测。然而,在将多基因面板测试完全纳入临床工作流程之前,需要对中等和低风险变异的临床管理进行额外研究。在这篇综述中,我们重点介绍了家族性乳腺癌风险的不同组成部分[2]。
基因调控网络是细胞现象的连通性产生分子网络图,类似于复杂的电子电路。为了系统理解这些网络,需要开发描述电路的数学框架。从工程学的角度来看,构建和分析构成网络的底层子模块是构建此类框架的自然途径。测序和基因工程方面的最新实验进展使得设计、实施和数学建模以及定量分析合成基因网络成为可能。这些进展标志着基因电路学科的出现,该学科为预测和评估细胞过程的动态提供了一个框架。合成基因网络还将导致新的细胞控制逻辑形式,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]。
基因敲除会产生完全的基因功能丧失,是探测基因功能的一种常用方法。基因敲除最严重的表型后果是致死性。具有致死性敲除表型的基因被称为必需基因。基于酵母的全基因组敲除分析表明,基因组中高达四分之一的基因可能是必需的。与其他基因型-表型关系一样,基因必需性也受到背景效应的影响,并且可能由于基因-基因相互作用而变化。特别是,对于某些必需基因,由敲除引起的致死性可以通过外显基因抑制因子得到挽救。这种"必需基因的绕过"(BOE)基因-基因相互作用是一种未被充分研究的遗传抑制类型。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。在这里,我回顾了揭示和理解必需基因绕过的历史和最新进展[4]。
综上所述,Rik基因是一种重要的lncRNA,参与调控基因表达和生物学过程。Rik基因在细胞增殖、分化、发育和疾病发生等方面发挥重要作用。研究表明,Rik基因的表达与乳腺癌、糖尿病心肌病、结直肠癌和Wilms瘤等疾病的发生发展密切相关。此外,Rik基因还可能通过基因-基因相互作用绕过基因必需性,影响细胞表型。深入研究Rik基因的功能和调控机制,有助于我们更好地理解lncRNA在生物体内的作用,并为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
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/