geneticslab@inbox.ru
Без выходных
Информация

Доп Информация | Описание для моб.устройств

Ген SLC25A21 (ODC): митохондриальный транспортер оксодикарбоксилатов - роль в MTDPS18, остром повреждении почек и AML

Содержание

1. Общая информация и номенклатура

Ген SLC25A21 (Solute Carrier Family 25 Member 21) кодирует белок ODC (Oxodicarboxylate Carrier), принадлежащий к семейству митохондриальных переносчиков, и играет важную роль в метаболизме, транспортируя дикарбоксилаты (C5-C7 оксодикарбоксилаты) через внутреннюю мембрану митохондрий путем антипортного обмена.

  • Официальный символ: SLC25A21 (по HGNC).
  • Полное название: solute carrier family 25 member 21.
  • Альтернативные названия/алиасы: ODC, ODC1, oxodicarboxylate carrier.
  • Локализация: хромосома 14q13.3 (ранее ошибочно указывалась как 14q11.2).
  • NCBI ID: 89874.
  • Ensembl ID: ENSG00000183032.
  • OMIM: 607571.

2. Структура и экспрессия гена

Структура белка: SLC25A21 кодирует гомолог дрожжевых ODC-белков, содержит 299 аминокислот с молекулярной массой около 33 кДа. Имеет 6 трансмембранных доменов, характерных для семейства SLC25.

Экспрессия: Наиболее высокая экспрессия наблюдается в проксимальных канальцах почек. Также экспрессируется в других тканях с высокой метаболической активностью.

Регуляция: Регуляторные элементы в седьмом интроне SLC25A21 у мышей контролируют экспрессию соседнего гена PAX9. Транскрипционные факторы USF1 и FOXA2 могут регулировать экспрессию SLC25A21.

3. Функции белка SLC25A21

  • Основные субстраты: 2-оксоадипат (2-oxohexanedioate) - ключевой метаболит катаболизма лизина, триптофана и гидроксилизина; 2-оксоглутарат; адипат, глутарат, пимелат (в меньшей степени).
  • Механизм транспорта: Антипортный обмен дикарбоксилатов через внутреннюю мембрану митохондрий.
  • Метаболическая роль: Обеспечивает транспорт 2-оксоадипата в митохондрии, где он превращается в ацетил-КоА для цикла Кребса, связывая катаболизм аминокислот с производством энергии.

4. Связанные заболевания

  • Митохондриальный синдром истощения ДНК 18 (MTDPS18): Редкое аутосомно-рецессивное заболевание. Мутация c.695A>G (p.Lys232Arg) нарушает транспорт 2-оксоглутарата, вызывает митохондриальную миопатию, спинальную мышечную атрофию (SMA-подобный фенотип) и истощение митохондриальной ДНК (Boczonadi et al., 2018).
  • Острое повреждение почек (AKI): Снижение экспрессии SLC25A21 в почечных канальцах связано с прогрессированием AKI, вызванного цисплатином. Поддержание экспрессии SLC25A21 уменьшает апоптоз, некроптоз и воспаление (Nature, 2024).
  • Острый миелоидный лейкоз (AML): Низкая экспрессия SLC25A21 ассоциирована с неблагоприятным прогнозом, высоким уровнем лейкоцитов, мутациями FLT3 и NPM1, а также повышенной смертностью (Frontiers, 2022).
  • Рак мочевого пузыря: SLC25A21 рассматривается как потенциальный ген-супрессор опухолей.
  • Синпольдактилия: Делеция 80.6 кб в области 14q13.3 (включающей SLC25A21) связана с аномалиями пальцев, но фенотип, вероятно, связан с нарушением регуляции PAX9.

5. Ключевые исследования

Исследование Год Фокус Ключевые выводы
Fiermonte et al. 2001 Функциональная характеристика Идентификация ODC как транспортера оксодикарбоксилатов
Boczonadi et al. 2018 MTDPS18 Мутация c.695A>G (p.Lys232Arg) вызывает MTDPS18
Nature 2024 Острое повреждение почек SLC25A21 защищает почечные канальцы при AKI
Frontiers 2022 AML Низкая экспрессия SLC25A21 - плохой прогностический фактор

6. Ресурсы и инструменты для исследований

  • Базы данных: NCBI Gene, GeneCards, OMIM, UniProt, GTEx Portal, The Human Protein Atlas, Rat Genome Database, ZFIN, MGI, IMPC.
  • Инструменты: CRISPR/Cas9 векторы (Applied Biological Materials, VectorBuilder, Santa Cruz Biotechnology), shRNA и siRNA (OriGene), антитела.
  • Животные модели: Нокаутные мыши (Cyagen, IMPC).
  • Биоинформатика: Harmonizome (3,918 функциональных ассоциаций), GO, KEGG, GSEA.

7. Перспективы исследований

  • Терапевтический потенциал: SLC25A21 - потенциальная мишень для метаболической терапии в AML, AKI и митохондриальных заболеваниях.
  • Неизученные аспекты: Роль в других видах рака, влияние полиморфизмов на метаболические и неврологические заболевания.
  • Модели и эксперименты: Использование мышиных моделей с нокаутом SLC25A21, применение CRISPR/Cas9 для создания клеточных линий с мутациями.

8. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос Ответ
Что такое ген SLC25A21 и белок ODC? SLC25A21 кодирует митохондриальный транспортер оксодикарбоксилатов ODC, участвующий в транспорте 2-оксоадипата и 2-оксоглутарата.
С каким заболеванием связана мутация c.695A>G в SLC25A21? С митохондриальным синдромом истощения ДНК 18 (MTDPS18).
Как SLC25A21 связан с острым повреждением почек? Снижение экспрессии SLC25A21 в почечных канальцах связано с прогрессированием AKI, вызванного цисплатином (Nature, 2024).
Является ли SLC25A21 прогностическим маркером в онкологии? Да, низкая экспрессия SLC25A21 в AML ассоциирована с неблагоприятным прогнозом (Frontiers, 2022).
Какие исследовательские инструменты доступны для SLC25A21? CRISPR/Cas9 векторы, shRNA, siRNA, антитела, нокаутные мыши (Cyagen, IMPC).

9. Заключение

  1. Ген SLC25A21 (ODC) расположен на хромосоме 14q13.3, кодирует белок из 299 аминокислот (33 кДа) с 6 трансмембранными доменами.
  2. ODC является митохондриальным антипортером 2-оксоадипата и 2-оксоглутарата, связывая катаболизм лизина и триптофана с циклом Кребса.
  3. Наиболее высокая экспрессия наблюдается в проксимальных канальцах почек.
  4. Мутация c.695A>G (p.Lys232Arg) вызывает MTDPS18 (митохондриальная миопатия, SMA-подобный фенотип).
  5. Снижение экспрессии SLC25A21 в почках связано с прогрессированием AKI, вызванного цисплатином.
  6. Низкая экспрессия SLC25A21 в AML является неблагоприятным прогностическим фактором.
  7. SLC25A21 является перспективной терапевтической мишенью и прогностическим биомаркером.
Ключевой вывод: Ген SLC25A21 (ODC) является критическим регулятором митохондриального транспорта 2-оксоадипата, а его мутации и дисрегуляция связаны с MTDPS18, острым повреждением почек и плохим прогнозом при AML.

10. Список литературы

N Источник Что подтверждает
1 NCBI Gene: SLC25A21 (ID 89874) Геномная структура, локализация, последовательности
2 Boczonadi V et al. (2018). MTDPS18 caused by SLC25A21 mutation. Brain. Мутация c.695A>G (p.Lys232Arg) и MTDPS18
3 Nature (2024). SLC25A21 in cisplatin-induced AKI. Защита почечных канальцев при AKI
4 Frontiers in Oncology (2022). SLC25A21 in AML prognosis. Низкая экспрессия - неблагоприятный прогностический фактор
Юридическое предупреждение: Настоящий материал носит информационно-справочный характер и предназначен для научно-образовательных целей. Информация не является медицинской консультацией, публичной офертой или руководством к самодиагностике. Результаты генетических тестов не являются медицинским диагнозом. Имеются противопоказания. Необходима консультация специалиста (врача-генетика, нефролога, онколога).