Wdr70-KO 基因敲除小鼠

Wdr70，也称为WD repeat domain 70，是一种含有WD40重复结构的蛋白质，WD40重复结构是一种常见的蛋白质结构域，参与多种生物学过程。Wdr70在多种细胞过程中发挥重要作用，包括细胞周期进展、染色质结构和DNA修复。在裂殖酵母中，Wdr70的缺失会导致细胞周期延迟、对DNA损伤试剂的敏感性增加和表型迅速变化。此外，Wdr70与调节检查点和同源重组的基因之间存在强烈的遗传相互作用，这表明Wdr70在DNA末端切除中发挥作用。最后，研究表明，Wdr70的功能可以归因于在DNA双链断裂（DSB）附近的组蛋白H2B的单泛素化（uH2B）。这些数据表明，Wdr70和H2B单泛素化依赖的染色质调节对于染色质稳态和遗传稳定性是必需的[1]。

Wdr70在DNA双链断裂修复中也发挥着重要作用。CRL4/DDB1/WDR70复合物（CRL4WDR70）控制DNA损伤反应（DDR）因子的表达，包括BRCA1、BRCA2和RAD51，这些因子促进同源定向修复（HDR）。WDR70的降解导致BRCA1、BRCA2、RAD51和其他HDR因子的表达减少，以及53BP1及其下游效应物和其他DDR因子的表达减少。WDR70的缺失导致HDR因子在DSB处的定位丧失，并引发基因组不稳定的特征。RNA测序结果显示，WDR70的降解影响DDR因子和其他许多因子的mRNA水平。这些数据表明，CRL4WDR70对于包括BRCA1、BRCA2和RAD51在内的许多基因的表达至关重要[2]。

在卵巢癌中，WDR70基因的沉默或WDR70突变型过表达会破坏同源重组功能蛋白RPA32的磷酸化水平，并影响RAD51在DNA损伤位点的招募能力。WDR70功能的丧失还会导致中期染色体断裂的增加。此外，在卵巢癌标本中发现WDR70基因存在多个突变。这些结果表明，在体外系统中，WDR70是一种DNA损伤修复基因，WDR70基因的沉默或WDR70突变型的过表达会破坏同源重组和染色体稳定性；卵巢癌标本中WDR70基因的频繁突变也可能导致DNA修复失败和基因不稳定性。因此，WDR70基因可能代表了卵巢癌的一种抗癌机制[3]。

在人类前列腺癌细胞中，藏红花提取物已被证明具有抗肿瘤特性。藏红花处理的前列腺癌细胞表现出细胞增殖的显著抑制，这是通过凋亡途径实现的。藏红花处理的前列腺癌细胞还显示出DNA甲基转移酶（COMT、MGMT、EHMT2和SIRT1脱乙酰酶）的显著下调。此外，藏红花处理的前列腺癌细胞在时间依赖性方面显示出DNA修复中间体（WRN、p53、RECQ5、MST1R和WDR70）的显著失调。Western印迹分析表明，藏红花处理导致前列腺癌细胞中其他关键基因（DNMT1、DNMT3b、MBD2、CD44、HDAC3、c-Myc、NF-kB、TNFα、AR、N-RAS和PTEN）的表达发生变化。这些发现表明，藏红花通过多种机制介导前列腺癌的抗肿瘤特性。这些发现表明，与标准治疗方案相结合使用藏红花补充剂可能对前列腺癌患者有益[4]。

HIV-1 Rev蛋白是一种核输出因子，负责将未剪接和部分剪接的HIV-1 RNA从细胞核转运到细胞质。在没有Rev的情况下，这些含有内含子的RNA会被困在细胞核中。全基因组筛选发现，九种剪接体蛋白（DHX38、WDR70和Prp19相关复合物中的四种蛋白质）的耗竭导致细胞质中未剪接的HIV-1 RNA水平增加超过20倍。靶向CRNKL1、DHX38和BUD31对HIV-1未剪接RNA的核输出效率的影响远大于对剪接的影响。转录组分析进一步表明，CRNKL1还抑制细胞质中一组选择性保留内含子的细胞mRNA的水平。因此，CRNKL1依赖的核保留是调节细胞质中保留内含子的HIV-1 mRNA水平的细胞机制，HIV-1可能已经利用了这种机制来指导其复杂的剪接模式[5]。

5p13微重复综合征是一种连续基因综合征，特征为发育迟缓、智力障碍、低肌张力、面部异常、轻度肢体异常，在某些情况下还有脑部畸形。重复的范围从0.25到1.08 Mb不等，包括五个基因（NIPBL、SLC1A3、CPLANE1、NUP155和WDR70），其中NIPBL被认为是主要的剂量敏感基因。迄今为止，所有报道的完整NIPBL基因重复的病例均为新生病例。这里报道了一个25周的男性胎儿，他患有眼距过宽、宽而凹陷的鼻梁、凹陷的鼻尖、低位耳朵、握紧的手、肘部、膝盖和左腕关节的屈曲挛缩以及双侧足部畸形、长骨弯曲和缩短以及大脑胼胝体背部的畸形。该胎儿在5p13.2处有一个667 kb的增益，包括SLC1A3、NIPBL和CPLANE1的22-52号外显子。微重复是从健康的父亲那里继承的，在该父亲中未检测到嵌合现象。这个家族表明，5p13微重复综合征的不完全外显性可能发生，这对具有这种实体的家庭的遗传咨询很重要[6]。

在家牛中，不同牛品种的种群基因组数据被探索，以揭示由于选择性事件而受影响的基因组区域，这些事件反映了生产力、繁殖力、耐热性和健康相关特征。为了找出这些由于选择性清除而产生的基因组偏差，我们在七种土著和五种外来牛品种上使用了八种不同的统计工具（Tajima's D、Fu & Li's D*、CLR、ROH、iHS、FST、FLK和hapFLK）。我们还通过比较它们的协方差矩阵进行了复合分析。发现与产奶量（ADARB、WDR70和CA8）、繁殖力（PARN、FAM134B2和ZBTB20）和健康相关特征（SP110、CXCL2、CLXCL3、CXCL5、IRF8和MYOM1）相关的几个候选基因。这项研究的成果为检测选择性清除提供了基础，选择性清除解释了特征的遗传变异。它们可能在不同次大陆的多个牛品种中具有功能重要性。然而，需要进一步的研究，使用高密度阵列或更高分辨率和更大样本量的全基因组测序来改进这些发现[7]。

在俄罗斯土著卡拉恰伊山羊中，通过进行全基因组关联研究（GWAS），并使用由Goat SNP BeadChip（Illumina Inc.，USA）生成的基因型，确定了与体重和7个体型性状相关的SNPs和候选基因。发现了241个与所研究性状显著相关的SNPs，包括47个全基因组SNPs（p < 10−5）和194个提示性SNPs（p < 10−4），分布在整个山羊常染色体上，除了常染色体23。56个SNPs在两个或更多性状中是共同的（1个SNP与6个性状相关，2个SNPs与5个性状相关，12个SNPs与4个性状相关，20个SNPs与3个性状相关，21个SNPs与2个性状相关），而185个SNPs与单个性状相关。在因果SNPs的0.4 Mb窗口（±0.2 Mb）内的结构注释揭示了238个候选基因。在Chr13上发现了最多的候选基因（33个候选基因与5个性状相关）。本研究中确定的基因先前已在不同家畜物种中报道与生长相关性状相关。体重最显著的基因是CRADD、HMGA2、MSRB3、MAX、HACL1和RAB15，它们调节生长过程、体型大小、脂肪沉积和平均日增重。其中，HMGA2基因是众所周知的与产前和早期产后发育相关的候选基因，MSRB3基因被认为是影响生长性能的候选基因。与肩高、臀高和体长相关的APOB、PTPRK、BCAR1、AOAH和ASAH1基因参与各种代谢过程，包括脂肪酸代谢和脂多糖降解。此外，WDR70、ZBTB24、ADIPOQ和SORCS3基因与胸宽相关。KCNG4与臀高、体长和胸围相关。这些确定的候选基因可以提议为生长性状选择的分子标记，用于卡拉恰伊山羊的遗传改良[8]。

乙型肝炎病毒（HBV）编码一种癌蛋白，乙型肝炎病毒X蛋白（HBx），这对于病毒复制至关重要，并干扰包括基因表达、组蛋白修饰和基因组稳定性在内的多种细胞活动。目前尚不清楚这些活动的破坏如何导致肝细胞癌的发生。这里报告HBV通过破坏DNA末端切除，从而损害同源重组（HR）的初始步骤，表现出抗切除活性。这种抗切除活性发生在自然感染-复制周期中的人类原代肝细胞以及具有整合HBV基因组的细胞中。在HBV编码的七种蛋白质中，HBx是唯一抑制切除的病毒因子。通过其H框破坏进化上保守的Cullin4A-损伤特异性DNA结合蛋白1-RING型E3连接酶（CRL4WDR70），我们发现HBx抑制DSB处H2B在赖氨酸120上的单泛素化，从而降低长程切除的效率。我们还发现，直接损害H2B单泛素化在裸鼠中移植缺陷细胞时引发肿瘤发生，证实HBx通过损害CRL4WDR70功能足以促进致癌作用。最后，我们证明，与HBV阴性肝细胞癌相比，HBV相关肝细胞癌中缺乏H2B单泛素化，这表明表观遗传调节和末端切除的相应缺陷。结论：HBx的抗切除活性导致HR缺陷和基因组不稳定性，并促进宿主肝细胞的肿瘤发生[9]。

在爱尔兰的9498只羊中，使用iHS和Tajima's D测试在非重叠的100 kb窗口内识别选择签名，并估计了遗传多样性和连锁不平衡。所有羊品种的平均观察和预期杂合性分别为0.353和0.355。萨福克品种的遗传变异最小，与特克塞尔品种一起，具有较慢的连锁不平衡衰减。iHS和Tajima's D检测到所有品种的选择签名，其中一些区域重叠，从而形成较长的选择签名片段。iHS和Tajima's D方法在所有品种中检测到共同的选择签名，其中Belclare和特克塞尔品种有几个共同的选择区域处于正选择。在选择性签名区域内检测到几个基因，包括与抗内寄生虫免疫相关的ITGA4、TLR3和TGFB2；与繁殖性状相关的DLG1、ROBO2、MXI1、MTMR2、CEP57和FAM78B；与牛奶性状相关的WDR70；与肉性状相关的SCHM1和MYH15；以及与适应性性状相关的TAS2R4、TAS2R39和TAS2R40。总的来说，我们的结果表明羊品种具有适度的遗传多样性，并检测和描述了包含与繁殖性状、牛奶生产、肉生产以及抗内寄生虫等适应性性状相关的基因的选择签名[10]。

综上所述，Wdr70是一种在多种细胞过程中发挥重要作用的蛋白质，包括细胞周期进展、染色质结构和DNA修复。Wdr70在DNA双链断裂修复中发挥着重要作用，通过调节BRCA1、BRCA2、RAD51和其他DDR因子的表达来影响同源定向修复。此外，Wdr70的基因突变与卵巢癌的发生相关，WDR70基因的沉默或WDR70突变型的过表达会破坏同源重组和染色体稳定性。藏红花提取物已被证明可以抑制前列腺癌细胞的生长，并调节WDR70等DNA修复中间体的表达。Wdr70还参与调节HIV-1 RNA的核输出，并通过剪接体蛋白的耗竭影响细胞质中未剪接的HIV-1 RNA的水平。此外，Wdr70基因的突变与5p13微重复综合征的发生相关。在家牛和卡拉恰伊山羊中，Wdr70基因被确定为与牛奶生产相关的候选基因。乙型肝炎病毒X蛋白（HBx）通过破坏CRL4WDR70功能来抑制H2B单泛素化，从而损害同源重组并促进肝细胞癌的发生。在羊中，Wdr70基因与适应性性状相关。这些研究表明，Wdr70在多种生物学过程中发挥着重要作用，其功能异常与多种疾病的发生相关。因此，进一步研究Wdr70的生物学功能和疾病发生机制，对于理解基因表达和基因组稳定性，以及为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略具有重要意义。