Ген SLC25A40

Ген SLC25A40 (Solute Carrier Family 25 Member 40) - Кодирует белок, принадлежащий к семейству митохондриальных переносчиков (Mitochondrial Carrier Family, MCF), которые обеспечивают транспорт метаболитов через внутреннюю мембрану митохондрий.

Ген SLC25A40 и его продукт активно изучаются в контексте митохондриальной функции, метаболических нарушений и связанных заболеваний.

1. Общая характеристика гена SLC25A40

Название:

Solute Carrier Family 25 Member 40.

Синонимы:

MCFP (Mitochondrial Carrier Family Protein).

Локализация:

У человека: хромосома 7 (7q21.12).
У мыши: хромосома 5.

Структура гена:

Ген SLC25A40 содержит 10 экзонов (OMIM).

Кодируемый белок:

Белок SLC25A40 - это многопроходной мембранный белок, локализованный во внутренней мембране митохондрий (GeneCards).

Функция:

Предполагается, что SLC25A40 участвует в транспорте молекул, включая кофермент А (CoA) или ацетил-CoA, через внутреннюю митохондриальную мембрану, что важно для метаболизма в митохондриях.
Точная функция пока не полностью определена (Assay Genie).

2. Биологическая роль и функции

SLC25A40 принадлежит к семейству SLC25, которое включает около 53 членов у млекопитающих.
Это семейство отвечает за транспорт различных субстратов (аминокислоты, нуклеотиды, кофакторы, ионы) через митохондриальную мембрану, поддерживая метаболические процессы, включая:

Энергетический метаболизм:

Связь биохимических путей в митохондриальной матрице и цитозоле.

Синтез и репликация ДНК:

Обеспечение митохондрий необходимыми метаболитами.

Метаболизм аминокислот:

Транспорт кофакторов, необходимых для синтеза белков (WikiGenes).

Предполагаемая роль SLC25A40:

Транспорт кофермента А или ацетил-CoA, что критично для процессов ацетилирования и энергетического обмена в митохондриях (Assay Genie).
Возможное участие в транспорте глутатиона, что связывает его с защитой митохондрий от окислительного стресса (Sapient Bio).

Ассоциации с заболеваниями:

Гипертриглицеридемия:

Исследования показывают возможную связь вариаций в гене SLC25A40 с повышенным уровнем триглицеридов в крови (OMIM 145750) (OMIM).

Метаболические расстройства:

Дисфункция SLC25A40 может приводить к нарушениям митохондриального метаболизма, что связано с метаболическими и митохондриальными заболеваниями (Assay Genie).

Психические расстройства:

Исследования на животных моделях показали снижение экспрессии SLC25A40 в гипоталамусе и гиппокампе мышей с тревожно-депрессивным поведением, вызванным хроническим социальным стрессом (PMC).

Онкология:

Ген SLC25A40 переэкспрессирован в тканях груди (9.5 раза), костей (7.1 раза) и желудка (6.4 раза), что может указывать на его роль в метаболизме опухолевых клеток (GeneCards).

3. Экспрессия гена

Тканевая экспрессия:

Ген SLC25A40 широко экспрессируется в центральной нервной системе и других тканях человека, что подчеркивает его важность для метаболизма нейронов (OMIM).

Регуляция экспрессии:

В условиях хронического стресса у мышей наблюдалось снижение экспрессии SLC25A40 в гипоталамусе (p<0.0001) и гиппокампе (p≤0.036) (PMC).
Корреляционный анализ выявил связи между экспрессией SLC25A40 и генами митохондриальных рибосом (Mrpl* и Mrps*), что указывает на координированную регуляцию митохондриального метаболизма (PMC).

4. Гомология и сравнительная геномика

Ортологи:

У мыши - Slc25a40 (хромосома 5) (MGI).
У крысы - Slc25a40 (RGD).
У рыб (Danio rerio) - Slc25a40, ортолог с предсказанной функцией трансмембранного транспорта (ZFIN).

Эволюционная консервативность:

Высокая гомология между видами указывает на важную роль SLC25A40 в митохондриальной функции.

5. Молекулярные и генетические исследования

Модели для изучения:

Мышиные модели:

Taconic Biosciences предлагает линию мышей с нокаутом Slc25a40 (модель #TF4079), которая хранится в криоконсервированном виде.
Эти мыши созданы на основе эмбриональных стволовых клеток штамма 129S5 и используются для изучения фенотипов, связанных с потерей функции гена (Taconic Biosciences).

CRISPR-модели:

Компании, включая Cyagen, Applied Biological Materials (abm) и Synthego, предоставляют CRISPR/Cas9-инструменты для создания нокаутов или нокинов SLC25A40 в мышиных и человеческих клеточных линиях (GeneCards).

Клеточные линии:

VectorBuilder и LipExoGen предлагают услуги по созданию стабильных клеточных линий с нокаутом или переэкспрессией SLC25A40 для изучения его функции в метаболизме (GeneCards).

Инструменты и реагенты:

Антитела:

Поликлональные антитела против SLC25A40 (включая PACO38830 от Assay Genie) используются для вестерн-блоттинга, иммуногистохимии и иммунофлуоресценции, чтобы изучать экспрессию белка в человеческих тканях (Assay Genie).

CRISPR-продукты:

Доступны sgRNA и Cas9-векторы для нокаута SLC25A40, включая лентивирусные и аденовирусные системы (GeneCards).

МикроРНК (miRNA):

Исследования на крысах выявили 216 предсказанных miRNA, взаимодействующих с Slc25a40, что указывает на посттранскрипционную регуляцию гена (RGD).

Ключевые исследования:

Haitina et al. (2006) - Описали структуру и локализацию гена SLC25A40, выявив его принадлежность к семейству SLC25 и широкую экспрессию в ЦНС (OMIM).
Filipenko et al. (2018) -Исследовали дифференциальную экспрессию генов семейства Slc25 у мышей с тревожно-депрессивным поведением. Slc25a40 показал снижение экспрессии в гипоталамусе и гиппокампе, что связали с митохондриальной дисфункцией при стрессе (PMC).
Adams et al. (2024) - Изучали генетические детерминанты образования микроядер in vivo, включая роль Slc25a40 в мышиных моделях (MGI).

6. Ассоциации с патологиями

Митохондриальные заболевания:

Дисфункция SLC25A40 может нарушать транспорт кофермента А, что приводит к метаболическим нарушениям в митохондриях (Assay Genie).

Неврологические расстройства:

Снижение экспрессии SLC25A40 в гипоталамусе и гиппокампе связано с тревожно-депрессивным поведением у мышей, что может указывать на его роль в нейропсихиатрических расстройствах (PMC).

Онкологические заболевания:

Переэкспрессия SLC25A40 в опухолях груди, костей и желудка предполагает его участие в метаболической перестройке раковых клеток (GeneCards).

Плеоморфная ксантоастроцитома:

Ортолог SLC25A40 ассоциирован с этим редким типом опухолей мозга (RGD).

7. Ресурсы для исследований

Базы данных:

GeneCards - Подробная информация о функции, экспрессии, белковых взаимодействиях и CRISPR-продуктах для SLC25A40.
OMIM - Описание гена и его ассоциаций с гипертриглицеридемией.
NCBI Gene - Данные о гене в человеке, мыши и крысе.
UniProt - Информация о белке SLC25A40, включая последовательность и аннотации.
Mouse Genome Informatics (MGI) - Данные о Slc25a40 у мышей, включая фенотипы и экспрессию.
ZFIN - Информация о slc25a40 у Danio rerio.
Rat Genome Database (RGD) - Данные о Slc25a40 у крыс, включая miRNA-мишени.

Инструменты для анализа:

VectorBuilder - CRISPR-векторы и вирусные системы для SLC25A40 (GeneCards).
Synthego - CRISPR-наборы для нокаута SLC25A40 (GeneCards).
DepMap - Данные о зависимости клеточных линий от SLC25A40 в контексте онкологии (DepMap).

Публикации:

Haitina et al. (2006) - Genomics 88: 779-790 (OMIM).
Filipenko et al. (2018) - Altered Slc25 family gene expression as markers of mitochondrial dysfunction. PMC (PMC).
The FANTOM Consortium (2002) - Анализ транскриптома мыши, включая Slc25a40. Nature 420: 563-573 (MGI).

8. Перспективы исследований

Функциональная характеристика:

Точная роль SLC25A40 в транспорте метаболитов, включая CoA или глутатиона, требует дальнейшего изучения с использованием нокаутных моделей и метаболомики.

Терапевтический потенциал:

Разработка таргетных терапий для восстановления функции SLC25A40 при метаболических и митохондриальных заболеваниях.

Онкология:

Исследование роли SLC25A40 в метаболизме опухолей может привести к новым биомаркерам или мишеням для терапии.

Нейропсихиатрия:

Изучение связи между экспрессией SLC25A40 и стресс-индуцированными расстройствами может открыть новые подходы к лечению депрессии и тревожности.

9. Рекомендации для исследователей

Экспериментальные подходы:

Используйте нокаутные мыши (включая от Taconic Biosciences) для изучения фенотипов (Taconic Biosciences).
Применяйте CRISPR/Cas9 для создания клеточных моделей с нокаутом или переэкспрессией SLC25A40 (GeneCards).
Анализируйте экспрессию белка с помощью антител (включая PACO38830) в тканях пациентов с метаболическими или онкологическими заболеваниями (Assay Genie).

Биоинформатический анализ:

Используйте DepMap для изучения зависимости раковых клеток от SLC25A40 (DepMap).
Анализируйте корреляции экспрессии SLC25A40 с другими генами с помощью баз данных, включая GeneCards или RGD (GeneCards, RGD).

Заключение

Ген SLC25A40 играет важную роль в митохондриальном транспорте и метаболизме, с потенциальными связями с метаболическими, неврологическими и онкологическими заболеваниями.

Несмотря на значительный прогресс в изучении его структуры и экспрессии, многие аспекты его функции остаются неясными.