Sfi1-KO 基因敲除小鼠

Sfi1基因，也称为suppressor of fermentation-induced loss of stress resistance protein 1，是一种在酵母菌中发现的基因。该基因的命名来源于其最初的功能发现：在葡萄糖加入静止期或非发酵碳源培养的酵母菌细胞中，会导致细胞热应激抵抗力的迅速丧失。然而，某些突变体在葡萄糖加入后仍然保持高水平的应激抵抗能力，这些突变体被称为“fil”，即发酵诱导的应激抵抗力丧失缺陷。通过将fil1突变体（该突变体中存在腺苷酸环化酶的点突变）与酵母基因库进行转化，研究者发现了一种新的基因，该基因能够抑制fil1突变体的应激敏感表型。这个基因被命名为SFI1，因为它抑制了fil1突变体的表型[1]。

SFI1基因是一种必需基因，即在没有该基因的情况下，酵母菌细胞无法生存。SFI1基因的突变会导致细胞周期进展受阻，特别是在G2-M转换阶段。在SFI1基因的控制下，细胞在葡萄糖加入后会被阻滞，形成未分裂的母细胞和子细胞的双倍体。这些双倍体细胞包含一个单一的核，并且缺乏有丝分裂纺锤体。SFI1基因与非洲爪蟾XCAP-C蛋白具有同源性，XCAP-C蛋白是染色体组装所必需的。SFI1基因和XCAP-C蛋白之间保守的残基表现出对带电氨基酸的强烈偏好。因此，SFI1基因可能在正确的有丝分裂纺锤体组装中发挥作用，并且其精确的功能可能与染色体凝缩有关[1]。

进一步的研究表明，SFI1基因在双极纺锤体组装和功能中发挥着重要作用。通过mad1合成致死筛选，研究者发现了四个新的sfi1等位基因。这些新突变体都位于Sfi1p的C端结构域，该结构域具有未知的生物学功能，但在芽殖酵母中高度保守。对这些新sfi1突变体的分析表明，它们具有双极纺锤体组装缺陷，导致纺锤体极体分离受阻[3]。

此外，研究者发现SFI1基因与BIK1/CLIP-170蛋白在纺锤体极体分离中具有功能上的联系。BIK1/CLIP-170蛋白是一种微管稳定蛋白，而SFI1蛋白是一种纺锤体极体半桥蛋白。在RNQ1基因缺失的酵母菌中，研究者发现BIK1和SFI1之间存在遗传相互作用，表明它们在纺锤体极体分离中发挥着协同作用[4]。

此外，SFI1基因的表达与肥胖相关。在一项对脂肪组织基因表达数据的荟萃分析中，研究者发现SFI1基因在肥胖个体中的表达水平与正常体重个体存在显著差异。此外，研究者还发现SFI1基因的表达与RNA和能量代谢相关，并且与多个与肥胖相关的通路和网络的富集有关[2]。

在神经生物学领域，SFI1基因的表达与神经发育障碍相关。在一项针对39,XY*O小鼠（缺乏STS和ASMT基因的同源基因）的研究中，研究者发现SFI1基因的表达与行为表型相关。此外，SFI1基因的表达与中心体相关基因的表达异常有关，而中心体相关基因的异常表达与精神分裂症的发生相关[5]。在一项关于饮食干预的研究中，研究者发现饮食中富含葡萄糖硫苷的摄入可以预防成年子代在母体免疫激活后出现的精神病症状。基因集富集分析表明，母体免疫激活导致成年子代前额叶皮层和海马中中心体相关基因的表达异常，而饮食中富含葡萄糖硫苷的摄入可以改善这些异常表达。此外，研究者还发现SFI1基因在精神分裂症患者的死后大脑和毛囊细胞中的表达水平与正常个体存在差异[6]。

综上所述，SFI1基因是一种重要的基因，参与调控细胞周期进展、双极纺锤体组装和功能。SFI1基因的表达与肥胖、神经发育障碍和精神分裂症的发生相关。进一步研究SFI1基因的生物学功能和调控机制，有助于深入理解其与各种疾病发生的关系，并为相关疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。