Ген SLC25A41
Ген SLC25A41 (Solute Carrier Family 25 Member 41) - Кодирует белок, принадлежащий к семейству митохондриальных переносчиков SLC25, которые обеспечивают транспорт различных молекул через внутреннюю мембрану митохондрий.
1. Общая информация о гене SLC25A41
Название:
- Solute Carrier Family 25 Member 41.
Синонимы:
- APC4, FLJ40442, MGC34725.
Локализация:
- У человека: хромосома 19 (19p13.3), участок 6,426,037–6,433,779 (обратная цепь) (Ensembl).
- У мыши: хромосома 17 (OMIM).
Структура:
- Ген SLC25A41 содержит 6 экзонов и кодирует белок из 314 аминокислот (OMIM).
Тип гена:
- Кодирующий белок.
Семейство:
- SLC25 - семейство митохондриальных переносчиков, состоящее из 53 членов у человека, с характерной структурой из шести трансмембранных α-спиралей (Sino Biological).
2. Функция гена и белка
Роль белка SLC25A41:
- SLC25A41 является митохондриальным переносчиком, предположительно участвующим в транспорте ATP-Mg/Pi (аденозинтрифосфат-магний/фосфат) через внутреннюю митохондриальную мембрану, независимо от кальция (Biochemical Journal).
- Относится к подсемейству SCaMC (Small Calcium-binding Mitochondrial Carriers), но в отличие от других членов подсемейства (включая SCaMC-3), SLC25A41 (или, также известный как SCaMC-3L) не имеет N-концевого кальций-связывающего домена, что делает его уникальным (Biochemical Journal).
Функциональные характеристики:
- Обеспечивает обмен метаболитов между межмембранным пространством и матриксом митохондрий.
- Участвует в метаболизме энергии, связанном с транспортом АТФ и фосфата (Sino Biological).
Активность (по ортологам):
- Транспорт АДФ (ADP) и АТФ (ATP) через мембрану митохондрий.
- Транспорт фосфатов в митохондриальный матрикс (RGD).
3. Экспрессия и тканевая специфичность
Тканевая экспрессия:
Высокая экспрессия наблюдается в:
- Мозг (особенно в мозжечке, мозжечковой коре, ядре прилежащего - nucleus accumbens) (GeneCards).
- Тестисах (GeneCards).
- Печени (OMIM).
- Умеренная экспрессия в эпидидимисе (OMIM).
Уровень экспрессии:
- В мозжечке - около 6.5× выше среднего.
- В тестисах - около 5.2× выше среднего (GeneCards).
Одноклеточный анализ:
- Специфические данные по экспрессии на уровне отдельных клеток доступны в The Human Protein Atlas (Human Protein Atlas).
4. Структура и эволюция
Геномная организация:
- Ген SLC25A41 состоит из 6 экзонов, кодирующих белок с тремя повторяющимися мотивами, характерными для семейства SLC25 (OMIM).
- Существует 3 сплайс-варианта гена (Ensembl).
Эволюция:
- Ген присутствует у общего предка животных, но отсутствует у некоторых видов, включая дрожжи *A. gossypii* и *E. coli* (GeneCards).
- SLC25A41 имеет 81 ортолог и 49 паралогов (включая SLC25A23) (Ensembl, Sino Biological).
- Ген SCaMC-3L (SLC25A41) возник в результате частичной дупликации гена SCaMC-3 у млекопитающих, что подтверждается их соседним расположением в геноме (тандемный массив) и идентичными границами экзон-интрон (Biochemical Journal).
5. Связь с заболеваниями
Ассоциации с заболеваниями:
По данным Sino Biological, SLC25A41 связан с:
- Спинальной мышечной атрофией, дистальной, аутосомно-рецессивной, тип 3.
- Болезнью Паркинсона, аутосомно-рецессивной, с ранним началом (Sino Biological).
- Однако OMIM и IMPC не находят прямых ассоциаций с человеческими заболеваниями по ортологии или фенотипической схожести (IMPC, OMIM).
Рак:
- Исследования экспрессии SLC25A41 в 20 типах рака доступны в The Human Protein Atlas, но конкретные данные об уровне экспрессии в раковых тканях ограничены (Human Protein Atlas).
Другие ассоциации:
- Ортологи SLC25A41 связаны с муколипидозом IV.
6. Исследования и публикации
- Ниже приведены ключевые исследования, связанные с SLC25A41, основанные на доступных данных:
Haitina et al. (2006):
- Название -"Fourteen novel human members of mitochondrial solute carrier family 25 (SLC25) widely expressed in the central nervous system".
- Журнал - Genomics, 88:779-790.
Основные выводы:
- Описана структура гена SLC25A41, его локализация на хромосоме 19 (человек) и 17 (мышь).
- Выявлены два сплайс-варианта.
- Высокая экспрессия в ЦНС, печени и тестисах.
- Ссылка: PubMed: 16949250 (OMIM).
Traba et al. (2009):
- Название - "Characterization of SCaMC-3-like/slc25a41, a novel calcium-independent mitochondrial ATP-Mg/Pi carrier".
- Журнал - Biochemical Journal, 418(1):125-133.
Основные выводы:
- SLC25A41 (SCaMC-3L) - укороченный паралог SCaMC-3, лишенный кальций-связывающего домена.
- Подтверждена роль в транспорте ATP-Mg/Pi.
- Ген возник в результате частичной дупликации SCaMC-3 у млекопитающих.
- Ссылка: DOI: 10.1042/BJ20081262 (Biochemical Journal).
Oyama et al. (2021):
- Название - "CRISPR/Cas9-mediated genome editing reveals 12 testis-enriched genes dispensable for male fertility in mice".
- Журнал - Asian Journal of Andrology.
- Основные выводы:
- Исследование с использованием CRISPR/Cas9 показало, что SLC25A41 не является критически важным для мужской фертильности у мышей, несмотря на высокую экспрессию в тестисах.
- Ссылка: PubMed: не указан (MGI).
FANTOM Consortium (2002):
- Название - "Analysis of the mouse transcriptome based on functional annotation of 60,770 full-length cDNAs".
- Журнал - Nature, 420:563-573.
- Основные выводы:
- Упоминается SLC25A41 в контексте анализа транскриптома мыши.
- Ссылка: PubMed: не указан (MGI).
7. Ресурсы для исследований
Базы данных:
- GeneCards - Полная информация о гене, включая функцию, белки, пути, ортологи и экспрессию.
- The Human Protein Atlas - Данные об экспрессии в тканях, раковых клетках и на одноклеточном уровне.
- NCBI Gene - Официальные данные о гене, включая последовательности и аннотации.
- OMIM - Информация о гене и потенциальных ассоциациях с заболеваниями.
- Ensembl - Геномные данные, включая сплайс-варианты, ортологи и паралоги.
- UniProt - Информация о белке SLC25A41.
- Mouse Genome Informatics (MGI) - Данные о гене у мышей, включая фенотипы.
- Rat Genome Database (RGD) - Информация о гене у крыс, включая взаимодействие с микроРНК.
Инструменты для генетических исследований:
- VectorBuilder - Векторы CRISPR, shRNA, вирусные векторы (лентивирус, аденовирус, AAV) для SLC25A41.
- Synthego - CRISPR-продукты, включая наборы для нокаута и анализа.
- Applied Biological Materials (abm) - CRISPR-клоны для SLC25A41, начиная с $85.
- InVivo Biosystems - Модели на zebrafish и C. elegans для изучения SLC25A41 (GeneCards).
- Sino Biological - Антитела и реагенты для SLC25A41 (Sino Biological).
Модельные организмы:
- International Mouse Phenotyping Consortium (IMPC): Фенотипические данные для мышей с нокаутом Slc25a41 (IMPC).
- Доступны мышиные модели с нокаутом гена через IMPC и MGI (IMPC, MGI).
8. Потенциальные направления исследований
Функциональная роль:
- Изучение точной роли SLC25A41 в метаболизме митохондрий, особенно в нейронах и гонадах, где наблюдается высокая экспрессия.
Заболевания:
- Углубленное исследование ассоциаций с неврологическими и метаболическими расстройствами, включая болезнь Паркинсона или спинальная мышечная атрофия.
Терапевтический потенциал:
- Разработка ингибиторов или активаторов транспорта ATP-Mg/Pi для лечения митохондриальных дисфункций.
Эпигенетика:
- Анализ регуляции экспрессии SLC25A41 и его взаимодействия с микроРНК (RGD).
Заключение
Ген SLC25A41 - Кодирует митохондриальный переносчик, участвующий в транспорте ATP-Mg/Pi, и играет важную роль в энергетическом метаболизме.
Его высокая экспрессия в мозге и тестисах указывает на потенциальную значимость в нейрональной функции и репродукции.
Несмотря на ограниченные данные о прямых ассоциациях с заболеваниями, исследования подтверждают его эволюционную уникальность и функциональную роль в митохондриях.