Ген SLC18B1

Ген SLC18B1 (Solute Carrier Family 18 Member B1) - Кодирует белок, принадлежащий к суперсемейству основных фасилитаторов (Major Facilitator Superfamily, MFS).

Ген SLC18B1 также известен как C6orf192 и расположен на хромосоме 6q22.3 у человека.

Белок MFS функционирует как везикулярный транспортер полиаминов (VPAT), обеспечивая транспорт полиаминов (таких как спермидин и спермин) и моноаминов (например, серотонина) из цитозоля в секреторные везикулы перед их высвобождением посредством экзоцитоза.

Ген SLC18B1 был впервые идентифицирован в 2010 году как член семейства SLC18, которое также включает транспортеры моноаминов (VMAT1, VMAT2) и ацетилхолина (VAChT). (https://omim.org/entry/613361) (https://www.researchgate.net/publication/338890787_Vesicular_polyamine_transporter_as_a_novel_player_in_amine-mediated_chemical_transmission)

Структура гена и белка

• Ген SLC18B1 содержит 7 транскриптов (по данным Ensembl), кодирующих белок длиной 456 аминокислот с 12 трансмембранными доменами и внутриклеточными N- и C-концами.
• Белок SLC18B1 обладает высокой гомологией с белками крыс, лягушек (Xenopus) и рыб (Danio rerio).
• Белок SLC18B1 использует электрохимический градиент протонов, создаваемый вакуолярной H+-АТФазой (V-ATPase), для транспорта полиаминов и моноаминов.
• Механизм транспорта заключается в антипорте: два протона обмениваются на одну молекулу субстрата. (https://omim.org/entry/613361) (https://www.researchgate.net/publication/338890787_Vesicular_polyamine_transporter_as_a_novel_player_in_amine-mediated_chemical_transmission)

Функции белка

SLC18B1 выполняет следующие ключевые функции:

1. Транспорт полиаминов:

• Обеспечивает накопление спермидина и спермина в везикулах для их последующего высвобождения.
• Полиамины играют важную роль в регуляции клеточных процессов, включая синтез белков, стабилизацию ДНК и нейротransмиссию.

2. Транспорт моноаминов:

• Способен транспортировать серотонин и, с меньшей аффинностью, ацетилхолин.

3. Нейротрансмиссия и память:

• SLC18B1 участвует в везикулярном хранении полиаминов в астроцитах, влияя на глутаматергическую передачу и формирование памяти.
• Исследования на животных показали, что нокаут SLC18B1 приводит к снижению уровня полиаминов в мозге (около 20%) и ухудшению краткосрочной и долгосрочной памяти. (https://www.researchgate.net/publication/338890787_Vesicular_polyamine_transporter_as_a_novel_player_in_amine-mediated_chemical_transmission)

4. Диагностика воспаления:

• SLC18B1 транспортирует оптический зонд CDg16, который может использоваться для визуализации воспалительных процессов, связанных с активированными макрофагами. (https://www.researchgate.net/figure/Slc18b1-SLC18B1-mediated-uptake-of-CDg16-a-Schematic-of-SLC-CRISPRa-screening-to-detect_fig3_331567974)

Экспрессия гена

• Ген высоко экспрессирован в мозге (особенно в лобной коре), CD8+ Т-клетках и B-лимфоцитах. (https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=SLC18B1&keywords=MFS-type%252Ctransporter%252CSLC18B1).
• В других тканях, таких как кишечник и плавательный пузырь (у рыб), также наблюдается экспрессия. (https://zfin.org/ZDB-GENE-050417-386)

Эволюционное значение

• Ген SLC18B1 присутствует у животных, начиная от насекомых до человека, что указывает на его консервативность.
• Ген SLC18B1 отсутствует у некоторых видов, таких как дрожжи (Ashbya gossypii) и E. coli.
• Ген SLC18B1 формирует уникальную эволюционную ветвь среди транспортеров семейств SLC16, SLC17 и SLC18. (https://omim.org/entry/613361) (https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=SLC18B1&keywords=MFS-type%252Ctransporter%252CSLC18B1)

Связанные заболевания

• Ген ассоциирован с ювенильным паркинсонизмом, хотя прямых доказательств причинно-следственной связи пока недостаточно. (https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=SLC18B1)
• Нокаут SLC18B1 у мышей приводит к снижению уровня полиаминов в мозге, нарушению памяти и изменению реакции на аддиктивные вещества. (https://www.informatics.jax.org/marker/MGI:1923556)
• В онкологии SLC18B1 не классифицируется как онкоген, и данные о его роли в раке ограничены. (https://cancer.sanger.ac.uk/cosmic/gene/analysis?ln=SLC18B1)

Транспортные характеристики

• SLC18B1 использует протонный градиент для транспорта субстратов.
• Способен транспортировать спермидин, спермин, серотонин и, с низкой аффинностью, ацетилхолин. (https://www.researchgate.net/publication/338890787_Vesicular_polyamine_transporter_as_a_novel_player_in_amine-mediated_chemical_transmission)
• В исследованиях с протеолипосомами, содержащими SLC18B1, подтверждена его способность транспортировать полиамины с использованием энергии, генерируемой V-ATPase. (https://www.researchgate.net/publication/338890787_Vesicular_polyamine_transporter_as_a_novel_player_in_amine-mediated_chemical_transmission)

Связанные исследования и материалы

1. Основные публикации

Jacobsson et al., 2010 (J. Molec. Neurosci.):

• Исследование, в котором впервые описан SLC18B1 (C6orf192) как член семейства SLC18.
• Ген был охарактеризован как транспортер, экспрессирующийся в мозге, с уникальной эволюционной ветвью среди SLC16, SLC17 и SLC18.  (https://omim.org/entry/613361)

Moriyama et al., 2020 (BBA - Biomembranes):

• Подробное описание SLC18B1 как везикулярного транспортера полиаминов (VPAT).
• Исследование подтвердило, что SLC18B1 транспортирует спермидин, спермин и серотонин, используя H+-градиент.
• Нокаут гена у мышей показал снижение полиаминов в мозге и нарушения памяти. (https://www.researchgate.net/publication/338890787_Vesicular_polyamine_transporter_as_a_novel_player_in_amine-mediated_chemical_transmission)

Fredriksson et al., 2019:

• Исследование роли SLC18B1 в транспорте зонда CDg16, используемого для визуализации воспаления. (https://www.researchgate.net/figure/Slc18b1-SLC18B1-mediated-uptake-of-CDg16-a-Schematic-of-SLC-CRISPRa-screening-to-detect_fig3_331567974)

Zhou et al., 2013 (J. Proteome Res.):

• Анализ фосфопротеома раковых клеток, включающий данные о SLC18B1. (https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=SLC18B1&keywords=MFS-type%252Ctransporter%252CSLC18B1)

Van Damme et al., 2012 (PNAS):

• Исследование N-концевой ацетилации белков, включая SLC18B1, и ее функциональных последствий. (https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=SLC18B1&keywords=MFS-type%252Ctransporter%252CSLC18B1)

2. Ресурсы для исследований

GeneCards (www.genecards.org):

• Полная информация о гене, включая функции, белки, экспрессию и ортологи. (https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=SLC18B1) (https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=SLC18B1&keywords=MFS-type%252Ctransporter%252CSLC18B1)

NCBI Gene (www.ncbi.nlm.nih.gov):

• Официальная база данных с аннотациями гена, включая последовательности и ссылки на публикации. (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/116843)

OMIM (www.omim.org):

• Данные о гене и его ассоциации с заболеваниями, включая ювенильный паркинсонизм. (https://omim.org/entry/613361)

The Human Protein Atlas (www.proteinatlas.org):

• Информация об экспрессии белка SLC18B1 в различных тканях. (https://www.proteinatlas.org/ENSG00000146409-SLC18B1/summary/gene)

COSMIC (cancer.sanger.ac.uk):

• Данные о мутациях SLC18B1 в раковых клетках, хотя ген не считается онкогеном.  (https://cancer.sanger.ac.uk/cosmic/gene/analysis?ln=SLC18B1)

 UniProt (www.uniprot.org):

• Подробные данные о структуре и функциях белка SLC18B1. (https://www.uniprot.org/uniprot/Q96BI1)

ZFIN (zfin.org):

• Информация об ортологе slc18b1 у рыб (Danio rerio), включая экспрессию в кишечнике и плавательном пузыре. (https://zfin.org/ZDB-GENE-050417-386)

ResearchGate:

• Публикации, включая статьи о роли SLC18B1 в транспорте полиаминов и визуализации воспаления. (https://www.researchgate.net/publication/338890787_Vesicular_polyamine_transporter_as_a_novel_player_in_amine-mediated_chemical_transmission) (https://www.researchgate.net/figure/Slc18b1-SLC18B1-mediated-uptake-of-CDg16-a-Schematic-of-SLC-CRISPRa-screening-to-detect_fig3_331567974)

3. Инструменты для исследований

CRISPR/Cas9:

• Векторные системы для нокаута, нокина, активации или подавления SLC18B1 доступны через VectorBuilder и Santa Cruz Biotechnology. (https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=SLC18B1).

• Малые интерферирующие РНК для подавления экспрессии SLC18B1, включая модифицированные варианты для повышения стабильности (Creative Biolabs).  (https://www.creative-biolabs.com/gene-therapy/sirna-anti-human-slc18b1-backbone-155894.htm).

Клеточные линии:

• Нокаутные клеточные линии SLC18B1 (например, Hep G2) доступны через Ubigene для исследований. (https://www.ubigene.us/product/KO%2520Cell%2520Line/SLC18B1%2520Knockout%2520cell%2520line%2520%28Hep%2520G2%29.html)

Клоны cDNA и ORF:

• Доступны через GenScript и GeneCopoeia для экспрессии SLC18B1 в модельных системах.  (https://www.genscript.com/gene/homo-sapiens/116843/slc18b1.html)

• Boster Bio предлагает услуги по созданию антител против SLC18B1 для вестерн-блоттинга и иммуногистохимии. (https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=SLC18B1)

  
  

4. Исследовательские направления

Нейробиология:

• Изучение роли SLC18B1 в нейротрансмиссии и памяти, особенно через влияние на полиаминовый метаболизм. (https://www.researchgate.net/publication/338890787_Vesicular_polyamine_transporter_as_a_novel_player_in_amine-mediated_chemical_transmission)

 Диагностика:

• Использование SLC18B1 для транспорта зондов, таких как CDg16, в визуализации воспаления. (https://www.researchgate.net/figure/Slc18b1-SLC18B1-mediated-uptake-of-CDg16-a-Schematic-of-SLC-CRISPRa-screening-to-detect_fig3_331567974)

Онкология:

• Анализ мутаций SLC18B1 в раковых клетках, хотя его роль в канцерогенезе пока не подтверждена. (https://cancer.sanger.ac.uk/cosmic/gene/analysis?ln=SLC18B1)

Фармакология:

• Исследование SLC18B1 как мишени для модуляции полиаминового транспорта в контексте неврологических и воспалительных заболеваний.

Заключение

Ген SLC18B1 - Кодирует везикулярный транспортер полиаминов (VPAT), который играет важную роль в транспорте полиаминов и моноаминов, влияя на нейротрансмиссию, память и воспалительные процессы.

Высокая экспрессия гена SLC18B1в мозге и иммунных клетках делает его перспективной мишенью для исследований в нейробиологии, диагностике и фармакологии.

Доступные ресурсы, включая базы данных, клеточные линии и молекулярные инструменты, обеспечивают широкие возможности для дальнейшего изучения этого гена.