基因4930550C14Rik是一个未注释基因,属于小鼠基因组中的一个基因座,该基因座在进化过程中经历了基因复制事件,并可能发生了不对称进化。不对称进化是指基因复制后,两个副本基因在序列变化上存在显著差异,其中一个副本基因发生剧烈的序列变化,从而产生新的基因功能。基因4930550C14Rik可能就是通过这样的不对称进化过程,从一个共同的祖先基因分化出来的。
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,它们之间的动态平衡对物种之间基因数量的差异产生重要影响。在基因复制后,两个副本基因通常会以大致相同的速率积累序列变化。然而,在某些情况下,序列变化的积累是不对称的,其中一个副本基因会与其同源基因产生显著的差异。这种“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,并且可以产生全新的基因。例如,在蛾、软体动物和哺乳动物的复制同源基因中,不对称进化产生了新的同源基因,这些基因被招募到新的发育角色中[1]。
在乳腺癌中,除了BRCA1和BRCA2等高外显率基因外,还有许多其他基因与乳腺癌的风险相关。这些基因包括参与DNA修复的基因,如CHEK2、ATM、BRIP1、PALB2和RAD51C等,它们与乳腺癌的中等风险相关。全基因组关联研究(GWAS)揭示了与乳腺癌风险略微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中。然而,在将多基因面板检测完全应用于临床工作流程之前,还需要进一步研究中等和低风险变异体的临床管理[2]。
基因调控网络在细胞现象中起着核心作用,它们由基因和蛋白质的连接性产生,类似于复杂的电路。为了系统地理解这种连接性,需要开发一个描述电路的数学框架。近年来,在测序和基因工程方面的实验进展使得设计、实施和分析合成基因网络成为可能,这些网络可以用于数学建模和定量分析。这些发展标志着基因电路学科的兴起,它提供了一个预测和评估细胞过程动态的框架。合成基因网络还将导致新的逻辑形式的细胞控制,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应用[3]。
基因敲除是研究基因功能的重要方法,它通过使基因失去功能来揭示其生物学作用。然而,有些基因的敲除会导致细胞死亡,这些基因被称为必需基因。基因组范围内的敲除分析表明,基因组中高达四分之一的基因可能是必需的。基因必需性受到背景效应和基因-基因相互作用的影响,对于一些必需基因,由于基因-基因相互作用,敲除引起的细胞死亡可以被拯救。这种“必需性绕过”(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。最近的研究表明,裂殖酵母Schizosaccharomyces pombe中近30%的必需基因的必需性可以通过BOE相互作用绕过[4]。
综上所述,基因4930550C14Rik是一个未注释基因,可能通过不对称进化过程产生。它可能参与了基因复制和基因丢失等进化事件,并可能对基因表达和生物学过程产生影响。基因4930550C14Rik的研究有助于深入理解基因进化和基因功能的调控机制,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/