Spaca7b(也称为Spaca7b或SPACA7B)是一种在生物医学领域中备受关注的基因。Spaca7b编码的蛋白质参与了多种生物学过程,包括细胞分裂、发育和疾病发生。Spaca7b在动物基因组中的进化过程中,经历了一系列的基因复制和丢失事件。基因复制是指在基因组中产生相同或相似的基因副本的过程,而基因丢失则是指基因从基因组中消失的过程。基因复制和丢失的动态平衡对基因数量的差异产生了重大影响[1]。
在基因复制过程中,两个副本基因通常以相似的速率积累序列变化。然而,在某些情况下,序列变化的积累是不均匀的,一个副本基因与另一个副本基因相比会发生显著的分化。这种现象被称为“不对称进化”,在串联基因复制后比在整个基因组复制后更为常见。这种不对称进化可以产生全新的基因,并赋予它们新的发育功能[1]。
Spaca7b在乳腺癌的发生发展中发挥了重要作用。乳腺癌是一种异质性疾病,其中约70%的病例被认为是散发性乳腺癌,而约30%的病例则与家族性乳腺癌相关。家族性乳腺癌通常在乳腺癌发病率高的家族中出现,并与多种高、中、低渗透性易感基因相关。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,基于家族和人群的研究表明,参与DNA修复的基因,如CHEK2、ATM、BRIP1、PALB2和RAD51C,与中等的乳腺癌风险相关。全基因组关联研究(GWAS)在乳腺癌中发现了一系列与轻微增加或降低乳腺癌风险相关的常见低渗透性等位基因。目前,只有高渗透性基因被广泛应用于临床实践。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,在将多基因面板检测完全实施到临床工作流程之前,还需要进一步研究中等和低风险变异的临床管理[2]。
Spaca7b在基因调控网络中也扮演着重要角色。基因调控网络是指基因和蛋白质之间的连接,它们构成了复杂的分子网络图,类似于复杂的电气电路。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,构建和分析构成网络的底层模块是实现这一框架的自然途径。近年来,在测序和基因工程方面的实验进展使得设计、实施和数学建模合成基因网络成为可能,这些网络可以进行定量分析。这些发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力学提供了一个框架。合成基因网络还将导致新的逻辑形式细胞控制,这在功能基因组学、纳米技术和基因细胞治疗等领域具有潜在的重要应用[3]。
Spaca7b的基因功能可以通过基因敲除技术进行研究。基因敲除是一种常用的方法,用于研究基因的功能。通过基因敲除,可以产生完全丧失功能的基因型。基因敲除的最严重表型后果是致死性。具有致死性基因敲除表型的基因被称为必需基因。在酵母的全基因组敲除分析中,大约有四分之一的基因可以是必需基因。与基因型-表型关系一样,基因的必需性受背景效应的影响,并且可以因基因-基因相互作用而变化。特别是,对于某些必需基因,由于基因-基因相互作用,基因敲除引起的致死性可以被拯救。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发现,在裂殖酵母Schizosaccharomyces pombe中,几乎有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,Spaca7b是一种重要的基因,在细胞分裂、发育和疾病发生中发挥着重要作用。Spaca7b的基因复制和丢失事件导致了其序列的不对称进化,从而产生了新的基因功能。Spaca7b在乳腺癌的发生发展中发挥着重要作用,与家族性乳腺癌的风险相关。Spaca7b还参与基因调控网络,并可以通过基因敲除技术进行研究。对Spaca7b的研究有助于深入理解基因的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。
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/