+7 (953) 870-47-02
Отправить письмо
С 9:00 до 21:00 Без выходных

  • Ваша корзина пуста!

  • Ген SLC30A4

Ген SLC30A4

Ген SLC30A4

Ген SLC30A4 (Solute Carrier Family 30 Member 4) - Кодирует мембранный белок ZnT4, который транспортирует ионы цинка из цитоплазмы в эндосомы, везикулы или внеклеточное пространство.

Ген SLC30A4 относится к семейству транспортеров катионов (CDF) и играет ключевую роль в регуляции гомеостаза цинка в клетках, особенно в молочной железе и простате.


1. Общая информация о гене SLC30A4

  • Ген SLC30A4, также известный как ZnT4 или ZNT4, расположен на хромосоме 15q15-q21 у человека (RGD, WikiGenes).
  • Ген SLC30A4 является кодирующим белок и относится к семейству транспортеров катионов (Cation Diffusion Facilitator, CDF), подсемейство SLC30A (GeneCards).
  • Ген SLC30A4 кодирует мембранный белок ZnT4, который транспортирует ионы цинка (Zn²⁺) из цитоплазмы в эндосомы, везикулы или внеклеточное пространство, регулируя концентрацию цинка в клетках (GeneCards, ZFIN).
  • Идентификаторы гена SLC30A4 включают NCBI ID: 7782, HGNC ID: 11015, Ensembl ID: ENSG00000104154 (Atlas of Genetics).


2. Структура гена и белка

Ген:

  • Ген SLC30A4 включает несколько экзонов и интронов, точное число которых варьируется в зависимости от вида (COSMIC, GeneCards).
  • У человека ген SLC30A4 локализован в области 15q15-q21, а его транскрипт (ENST00000261867.4) кодирует белок ZnT4.
  • Ген SLC30A4 охватывает примерно 43 кб (от 45,479,606 до 45,522,755 в сборке GRCh38) (RGD).
  • У мышей известно как минимум два варианта транскрипта гена SLC30A4 (NM_011774.3 и NM_001290993.1) (GenScript, Ensembl).
  • У человека также существуют различные сплайс-варианты гена SLC30A4, хотя они менее изучены.

Белок:

  • Белок ZnT4, кодируемый геном SLC30A4, имеет UniProt ID: O14863 (ZNT4_HUMAN) (GeneCards).
  • Белок ZnT4 состоит из 429 аминокислот у человека и содержит 6 трансмембранных доменов, характерных для транспортеров семейства CDF.
  • Белок ZnT4 образует гомодимеры, что может повышать эффективность транспорта цинка.
  • Гомодимеризация белка ZnT4 через дитирозиновые связи стимулируется окислительным стрессом (GeneCards).
  • Белок ZnT4 преимущественно локализован в мембранах эндосом, поздних эндосом, транс-Гольджи сети и, в меньшей степени, на плазматической мембране (RGD, GenScript, WikiGenes).
  • Белок ZnT4 содержит домены, характерные для транспортеров цинка, включая мотивы, связывающие ионы Zn²⁺.


3. Функции гена и белка

  • Ген SLC30A4 кодирует белок ZnT4, который транспортирует ионы цинка из цитоплазмы в эндосомы, везикулы или внеклеточное пространство, поддерживая гомеостаз цинка в клетках (GeneCards).
  • Белок ZnT4 играет ключевую роль в секреции цинка в молоко во время лактации (GenScript, WikiGenes).
  • Мутации в гене SLC30A4 у мышей (модель "lethal milk") приводят к дефициту цинка в молоке, что вызывает гибель потомства.
  • Белок ZnT4 участвует в доставке цинка к цинк-зависимым белкам в транс-Гольджи сети, что критично для секреторных функций клеток, включая клетки молочной железы (GenScript).
  • Гомодимеризация белка ZnT4 усиливается при окислительном стрессе, что может модулировать его активность (GeneCards).
  • Экспрессия белка ZnT4 обнаружена в эпителии молочной железы, простаты, кишечника и других тканях, где он регулирует локальную концентрацию цинка (WikiGenes).

Биологические процессы (по Gene Ontology):

  • Транспорт ионов цинка через мембрану (GO:0006829).
  • Регуляция лактации (GO:0007595).
  • Ответ на витамин A (GO:0033189).
  • Регуляция ответа на ионы цинка (GO:1905738) (RGD).

Клеточные компоненты:

  • Эндосомальная мембрана.
  • Мембрана транс-Гольджи сети.
  • Плазматическая мембрана (в меньшей степени) (RGD, ZFIN).

Молекулярные функции:

  • Транспорт ионов цинка через мембрану.
  • Транспорт моноатомных катионов (GeneCards).


4. Экспрессия гена

  • Ген SLC30A4 экспрессируется в различных тканях, включая молочную железу, простату, кишечник, мозг и кожу (WikiGenes).
  • Наиболее высокая экспрессия гена SLC30A4 наблюдается в эпителиальных клетках молочной железы и простаты.
  • Уровни экспрессии гена SLC30A4 составляют более 1000 TPM в молочной железе во время лактации, 11-1000 TPM в простате и кишечнике, 0.5-10 TPM в мозге и коже (RGD).
  • Экспрессия гена SLC30A4 модулируется диетическим цинком, гормонами, включая пролактин во время лактации, и окислительным стрессом (WikiGenes).
  • В исследованиях рака желудка ген SLC30A4 показал пониженную экспрессию в опухолевых тканях по сравнению с нормальными, а также отрицательную корреляцию с метастазированием в лимфатические узлы (Scientific Reports, 2020).


5. Связанные заболевания

  • Ген SLC30A4 ассоциирован с рядом патологий, хотя его роль в некоторых из них требует дальнейшего изучения.

Дефицит цинка и лактация:

  • Мутации в гене SLC30A4 у мышей (модель "lethal milk") приводят к снижению содержания цинка в молоке, что вызывает гибель потомства из-за дефицита цинка (GenScript, WikiGenes).
  • У человека мутации в гене SLC30A4 могут быть связаны с нарушениями лактации.
  • Прямая связь гена SLC30A4 с дефицитом цинка у новорожденных у человека менее подтверждена.

Акродерматит энтеропатический:

  • Акродерматит энтеропатический - редкое наследственное заболевание, связанное с нарушением абсорбции цинка, вызвано мутациями в гене SLC39A4 (ZIP4) (GeneCards, WikiGenes).
  • Исследования гена SLC30A4 как потенциального кандидата не выявили его прямой связи с акродерматитом энтеропатическим.

Рак:

  • В опухолях желудка ген SLC30A4 демонстрирует пониженную экспрессию по сравнению с нормальными тканями (Scientific Reports, 2020).
  • Ген SLC30A4 показал высокую диагностическую ценность (ROC = 0.762) для различения пациентов с раком желудка от здоровых.
  • Уменьшение экспрессии белка ZnT4 ассоциировано с прогрессией рака простаты.
  • Белок ZnT4 экспрессируется в нормальных и доброкачественных тканях простаты, но его уровень снижается в злокачественных опухолях (WikiGenes).
  • Ген SLC30A4 не включен в Cancer Gene Census и не считается онкогеном, но его роль в регуляции цинка может влиять на опухолевый рост (COSMIC).

Психиатрические расстройства:

  • Исследования не выявили связи гена SLC30A4 с кататонической шизофренией, несмотря на его расположение в области 15q15, связанной с этим заболеванием (Küry et al., 2003).
  • Мутационный скрининг не выявил вариантов в кодирующей или промоторной области гена SLC30A4 у пациентов с шизофренией.

Другие патологии:

  • Ген SLC30A4 потенциально связан с ишемически-реперфузионным повреждением, дефицитом AGAT и болезнью Альцгеймера на основе ортологов (RGD).
  • Белок ZnT4 в гранулах тучных клеток регулирует активацию каспаз и транслокацию NF-kappaB, влияя на воспалительные процессы (WikiGenes).


6. Исследовательские материалы

Ключевые исследования:

  • Исследования на мышах с мутацией "lethal milk" (Slc30a4-null) показали, что белок ZnT4 необходим для секреции цинка в молоко (GenScript).
  • Отсутствие белка ZnT4 приводит к дефектам секреции в молочной железе и преждевременной инволюции.
  • Michalczyk et al., 2003 изучали экспрессию белка ZnT4 в молочной железе человека и подтвердили его роль в транспорте цинка во время лактации (WikiGenes).
  • В 2020 году исследование в журнале Scientific Reports показало, что ген SLC30A4 имеет пониженную экспрессию в опухолях желудка и отрицательно коррелирует с метастазированием (Scientific Reports, 2020).
  • ROC-анализ подтвердил диагностическую ценность гена SLC30A4 для рака желудка.
  • Исследования показали, что белок ZnT4 экспрессируется в нормальных и доброкачественных тканях простаты, но его уровень снижается при злокачественной трансформации (WikiGenes).
  • Küry et al., 2003 провели мутационный анализ гена SLC30A4 у пациентов с периодической кататонией и исключили его связь с этим заболеванием (Küry et al., 2003).
  • Kambe et al., 2004 в обзоре о цинковых транспортерах описали роль гена SLC30A4 в регуляции цинка в различных тканях, включая простату и молочную железу (GenScript).
  • Cragg et al., 2005 показали, что диетическое добавление цинка не влияет на экспрессию гена SLC30A4 в кишечнике человека (WikiGenes).

Базы данных и ресурсы:

  • NCBI Gene - Содержит информацию о последовательности, экспрессии и аннотациях гена SLC30A4.
  • GeneCards - Подробные данные о функциях, путях, ортологах и экспрессии гена SLC30A4.
  • COSMIC - Информация о мутациях гена SLC30A4 в контексте рака, включая гистограммы мутаций и данные о тканевом распределении.
  • GTEx Portal - Данные об экспрессии гена SLC30A4 в различных тканях человека.
  • UniProt - Информация о структуре и функциях белка ZnT4.
  • The Human Protein Atlas - Данные об экспрессии белка ZnT4 в тканях и клетках.
  • ZFIN - Информация об ортологе slc30a4 у рыб (Danio rerio), включая данные об экспрессии и фенотипах.
  • Ensembl - Геномные координаты, сплайс-варианты и сравнительная геномика для гена SLC30A4.

Инструменты для исследований:

  • CRISPR и RNAi клоны, sgRNA, siRNA и shRNA для нокдауна/нокдаута гена SLC30A4 доступны от Applied Biological Materials, Synthego, VectorBuilder (GeneCards).
  • Addgene предоставляет плазмиду pDONR221_SLC30A4 для исследований (ID: 132089) (Addgene).
  • Антитела против белка ZnT4 доступны от Boster Bio, Santa Cruz Biotechnology и других поставщиков для иммуногистохимии и вестерн-блоттинга (GeneCards).


7. Мутации и генетические варианты

  • В базах данных, включая COSMIC, описаны мутации гена SLC30A4, такие как однонуклеотидные замены, делеции и вставки (COSMIC).
  • Ген SLC30A4 не относится к генам, связанным с онкогенезом.
  • Полиморфизмы в промоторной и кодирующей областях гена SLC30A4 исследовались в контексте шизофрении и акродерматита, но значимых ассоциаций не выявлено (Küry et al., 2003).
  • Гомозиготные мутации в гене Slc30a4 у мышей приводят к фенотипу "lethal milk", характеризующемуся дефицитом цинка в молоке, алопецией, дерматитом, дегенерацией отолитов и нарушением координации движений (MGI).
  • Плейотропные эффекты мутаций в гене SLC30A4 включают дефекты секреции в молочной железе и преждевременную инволюцию (GenScript).


8. Ортологи и эволюция

  • Ген SLC30A4 имеет ортологи у многих видов, включая мышей (Slc30a4, MGI:1345282), рыб (slc30a4 у Danio rerio) и других млекопитающих (ZFIN, Ensembl).
  • Ближайший паралог гена SLC30A4 у человека - SLC30A2 (ZnT2) (GeneCards).
  • Ген SLC30A4 высоко консервативен среди позвоночных, что подчеркивает его важность в регуляции гомеостаза цинка (Ensembl).


9. Перспективы исследований

  • Пониженная экспрессия гена SLC30A4 в раке желудка и простаты требует дальнейшего изучения, особенно в контексте его влияния на гомеостаз цинка и прогрессию опухолей.
  • Исследования мутаций в гене SLC30A4 у человека могут выявить его роль в нарушениях лактации и дефиците цинка у новорожденных.
  • Роль гена SLC30A4 в мозге, включая регуляцию цинка в нейронах, остается недостаточно изученной, несмотря на отсутствие связи с шизофренией.
  • Модуляция активности белка ZnT4 может быть использована для коррекции нарушений гомеостаза цинка при различных заболеваниях.


Заключение

Ген SLC30A4 - Кодирует белок ZnT4, который играет критическую роль в транспорте цинка и поддержании его гомеостаза в клетках.

Белок ZnT4 особенно важен для секреции цинка в молоко во время лактации, а также для нормального функционирования простаты и других тканей.

Снижение экспрессии гена SLC30A4 ассоциировано с раком желудка и простаты, но его роль в онкологии требует дальнейшего изучения.

Мутации в гене SLC30A4 связаны с фенотипом "lethal milk" у мышей, а у человека могут быть потенциально связаны с нарушениями лактации и дефицитом цинка.