Pogz-KO 基因敲除小鼠

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产品名称

Pogz-KO 基因敲除小鼠

产品编号

S-KO-20143

品系全称

C57BL/6JCya-Pogzem1/Cya

品系背景

C57BL/6JCya

品系编号

KOCMP-229584-Pogz-B6J-VA

品系状态

使用本品系发表的文献需注明: Pogz-KO 基因敲除小鼠 mice (Strain S-KO-20143) were purchased from Cyagen.
交付类型
周龄
性别
基因型
数量

基本信息

基因研究概述

质控标准

基因
基因全称
pogo transposable element with ZNF domain
基因别称
9530006B08Rik
染色体号
Chr 3 (Mouse)
转录本 ID
NCBI: NM_172683 | Ensembl: ENSMUST00000107270
修饰方式
全身性基因敲除
靶向范围
Exon 8~9
敲除长度
~2.4 kb
品系说明
该品系是基于策略设计时的数据库信息制作而成,建议您在购买前查询最新的数据库和相关文献,以获取最准确的表型信息。
表型提示
MGI:2442117Mice homozygous for a null allele exhibit lethality during organogenesis, fetal development and preweaning associated with fetal liver hypoplasia, small fetus size and anemia. Homozygosity for the p.Q1038R mutation is embryonic lethal, while heterozygosity affects embryonic cortical neuronal development and leads to autism-spectrum-disorder-like behavior.
POGZ(Pogo Transposable Element Derived with ZNF Domain)基因编码的蛋白是一种染色质调控因子,它在神经发育过程中发挥着重要作用。POGZ蛋白包含一个Pogo结构域和一个锌指(ZNF)结构域,这两个结构域赋予了POGZ蛋白与染色质相互作用和调控基因表达的能力。研究表明,POGZ基因的变异与多种神经发育障碍相关,包括自闭症谱系障碍(ASD)和智力障碍(ID)[1][2][3][4][5][6][7][8]。

POGZ蛋白的一个关键功能是调节染色质的可及性和基因表达。在发育中的前脑中,POGZ蛋白在常染色质区域和基因调控元件(REs)上表现出基因组结合活性[1]。POGZ-/-小鼠的研究表明,POGZ蛋白促进了活性染色质状态和聚集突触基因的转录。此外,POGZ蛋白还与另一个高置信度的ASD风险基因ADNP形成核复合物,共同占据基因位点,并调节其他神经发育障碍风险基因的表达[1]。

POGZ蛋白的表达在脑发育过程中呈现出动态变化。研究表明,POGZ在胚胎第13天时在脑组织中表达量最高,随后逐渐减少[2]。免疫组化分析显示,POGZ在早期发育阶段的皮质和海马神经元中富集,并在出生后第7天和第15天的 Purkinje 细胞中检测到核表达,但在出生后第30天消失。这些发现表明,POGZ在调节突触功能和基因表达方面发挥着重要作用[2]。

POGZ蛋白还在维持小鼠胚胎干细胞(ESCs)中发挥着重要作用。研究表明,POGZ蛋白通过沉默Dux和内源性逆转录病毒(ERVs)来维持ESCs。POGZ蛋白与TRIM28和SETDB1结合并招募它们,在Dux和ERVs位点维持沉默的染色质状态。POGZ蛋白的缺失导致H3K9me3/H4K20me3水平的降低,进而导致2C转录本的上调,并促使ESCs向2C样状态转变。此外,POGZ蛋白还通过直接和间接的调节机制抑制不同类别的ERVs,从而抑制神经疾病基因的表达[3]。

此外,POGZ蛋白还与SWI-SNF(esBAF)染色质重塑复合物物理结合,共同调节增强子活性。POGZ蛋白在ESC分化为神经细胞的过程中发挥着重要作用,其缺失导致分化基因的失调,包括神经基因。研究表明,POGZ蛋白的杂合子功能缺失与人类神经发育障碍相关[9]。

最近的研究发现,POGZ蛋白的缺失会导致转录失调和脑小脑活动受损,从而表现出类似自闭症的行为。POGZ蛋白缺失的小鼠表现出小头畸形、生长迟缓、社交能力增强、学习和运动缺陷等症状,与人类自闭症的症状相似。分子水平的研究表明,POGZ蛋白是转录的负调控因子,其缺失导致基因表达的上调,尤其是在小脑中。基因集富集分析显示,转录改变涉及ASD中受损的基因和通路,包括神经发生和突触过程。生理学研究表明,POGZ蛋白缺失与简单和复杂尖峰放电频率的降低以及小脑浦肯野细胞抑制性突触输入幅度的增加相关[10]。

综上所述,POGZ基因在神经发育过程中发挥着重要作用。POGZ蛋白通过调节染色质的可及性和基因表达,参与调控神经元的分化和突触功能的形成。POGZ基因的变异与多种神经发育障碍相关,包括自闭症谱系障碍和智力障碍。研究表明,POGZ蛋白在维持胚胎干细胞状态和神经分化过程中发挥着重要作用,其缺失导致转录失调和脑小脑活动受损,从而表现出类似自闭症的行为。深入研究POGZ基因的功能和作用机制,有助于理解神经发育障碍的发病机制,并为相关疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。

参考文献:
1. Markenscoff-Papadimitriou, Eirene, Binyameen, Fadya, Whalen, Sean, State, Matthew W, Rubenstein, John L. . Autism risk gene POGZ promotes chromatin accessibility and expression of clustered synaptic genes. In Cell reports, 37, 110089. doi:10.1016/j.celrep.2021.110089. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34879283/
2. Ibaraki, Kyoko, Hamada, Nanako, Iwamoto, Ikuko, Tabata, Hidenori, Nagata, Koh-Ichi. 2019. Expression Analyses of POGZ, A Responsible Gene for Neurodevelopmental Disorders, during Mouse Brain Development. In Developmental neuroscience, 41, 139-148. doi:10.1159/000502128. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31430754/
3. Sun, Xiaoyun, Zhang, Tianzhe, Tong, Bei, Jiang, Wei, Sun, Yuhua. 2023. POGZ suppresses 2C transcriptional program and retrotransposable elements. In Cell reports, 42, 112867. doi:10.1016/j.celrep.2023.112867. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37494184/
4. . 2014. Large-scale discovery of novel genetic causes of developmental disorders. In Nature, 519, 223-8. doi:10.1038/nature14135. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25533962/
5. Hamada, Nanako, Nishijo, Takuma, Iwamoto, Ikuko, Shifman, Sagiv, Nagata, Koh-Ichi. 2024. Analyses of Conditional Knockout Mice for Pogz, a Gene Responsible for Neurodevelopmental Disorders in Excitatory and Inhibitory Neurons in the Brain. In Cells, 13, . doi:10.3390/cells13060540. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38534384/
6. Wang, Tianyun, Guo, Hui, Xiong, Bo, Xia, Kun, Eichler, Evan E. 2016. De novo genic mutations among a Chinese autism spectrum disorder cohort. In Nature communications, 7, 13316. doi:10.1038/ncomms13316. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27824329/
7. Tozkır, Jülide, Yıldırım, Gökberk, Demir, Selma, Görker, Işık, Gürkan, Hakan. 2024. Investigation of Pogz Gene Variants in Non-Syndromic Autism Spectrum Disorder. In Noro psikiyatri arsivi, 67, 208-212. doi:10.29399/npa.28625. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39258134/
8. Nagy, Dóra, Verheyen, Sarah, Wigby, Kristen M, Duba, Hans-Christoph, Weis, Denisa. 2022. Genotype-Phenotype Comparison in POGZ-Related Neurodevelopmental Disorders by Using Clinical Scoring. In Genes, 13, . doi:10.3390/genes13010154. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35052493/
9. Sun, Xiaoyun, Cheng, Linxi, Sun, Yuhua. 2022. Autism-associated protein POGZ controls ESCs and ESC neural induction by association with esBAF. In Molecular autism, 13, 24. doi:10.1186/s13229-022-00502-9. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35650610/
10. Suliman-Lavie, Reut, Title, Ben, Cohen, Yahel, Yarom, Yosef, Shifman, Sagiv. 2020. Pogz deficiency leads to transcription dysregulation and impaired cerebellar activity underlying autism-like behavior in mice. In Nature communications, 11, 5836. doi:10.1038/s41467-020-19577-0. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33203851/