基因4930563M21Rik,也称为M21-Rik,是一种在哺乳动物基因组中发现的基因。该基因的具体功能尚未完全明确,但据推测,它可能在生物体的发育和疾病发生过程中发挥重要作用。M21-Rik基因可能参与了细胞增殖、分化、凋亡以及信号转导等生物学过程。
在动物基因组进化过程中,基因复制和基因丢失是常见事件,这两种动态过程的平衡对物种间基因数量的差异产生了重要影响。基因复制后,通常两个副本基因的序列变化速率大致相等。然而,在某些情况下,序列变化的积累却非常不均衡,其中一个副本基因与另一个副本基因相比发生了显著的差异。这种“非对称进化”在串联基因复制后比在全基因组复制后更为常见,并可能产生全新的基因。例如,在蛾类、软体动物和哺乳动物中,非对称进化导致了新的同源框基因的产生,这些基因被招募到新的发育角色中[1]。
乳腺癌是一种异质性疾病,大部分病例(约70%)被认为是散发的。家族性乳腺癌(约30%的患者)通常出现在乳腺癌高发的家族中,已与多种高、中、低外显率的易感基因相关。家族连锁研究已确定了高外显率基因BRCA1、BRCA2、PTEN和TP53,这些基因负责遗传性综合征。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。乳腺癌的全基因组关联研究(GWAS)揭示了许多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被纳入基因检测。然而,在将多基因面板测试全面实施到临床工作流程之前,还需要对中等和低风险变异的临床管理进行更多研究[2]。
近年来,基因电路领域的发展为理解和预测细胞过程动力学提供了新的框架。基因电路是指由基因和蛋白质组成的复杂网络,其连通性类似于复杂的电路。为了系统理解这一连通性,需要开发一个数学框架来描述电路。从工程角度出发,构建和分析构成网络的底层子模块是实现这一框架的自然途径。最近,在测序和基因工程方面的实验进展使得这一途径成为可能,通过设计和实施合成基因网络,这些网络易于数学建模和定量分析。这些进展标志着基因电路学科的出现,为预测和评估细胞过程的动力学提供了框架。合成基因网络还将导致细胞控制的新逻辑形式,这可能在功能基因组学、纳米技术和基因及细胞治疗方面具有重要作用[3]。
基因敲除是一种常用的研究基因功能的方法,通过完全丧失基因功能来研究基因的作用。基因敲除最严重的表型后果是致死性。具有致死性基因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显示,基因组中大约有四分之一的基因可能是必需的。与基因型-表型关系类似,基因必需性也受背景影响,并可能因基因-基因相互作用而变化。对于某些必需基因,由敲除引起的致死性可以通过外基因抑制因子得到挽救。这种“必需性回避”(BOE)基因-基因相互作用是一种尚未被充分研究的遗传抑制类型。最近的一项系统分析显示,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相互作用得到挽救。这里,我回顾了揭示和理解必需性回避的历史和最新进展[4]。
综上所述,基因4930563M21Rik是一种在哺乳动物基因组中发现的基因,可能在生物体的发育和疾病发生过程中发挥重要作用。该基因的具体功能尚未完全明确,但据推测,它可能参与了细胞增殖、分化、凋亡以及信号转导等生物学过程。进一步研究基因4930563M21Rik将有助于深入理解其在生物学过程和疾病发生中的作用,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/