Ген SLC35E4

Ген SLC35E4 (Solute Carrier Family 35 Member E4) - Кодирует предполагаемый нуклеотид-сахарный транспортер, обеспечивающий их перенос из цитоплазмы в аппарат Гольджи или эндоплазматический ретикулум.

Ген SLC35E4, вероятно, участвует в гликозилировании, поддерживая нейронное развитие, иммунные и метаболические функции.

1. Основные характеристики гена

Название:

Ген SLC35E4 (Solute Carrier Family 35 Member E4).

Синонимы:

KIAA1640, FLJ35620.

Локализация:

Ген SLC35E4 находится на хромосоме 5q23.3 (человек).

Размер гена:

Ген SLC35E4 имеет размер около 18 kb и содержит 9 экзонов.

Кодируемый белок:

Предположительно нуклеотид-сахарный транспортер состоит из 385 аминокислот.

Функция:

Ген SLC35E4, вероятно, обеспечивает транспорт нуклеотид-сахаров (точный субстрат не установлен) в аппарат Гольджи или эндоплазматический ретикулум (ЭР).

Тканевая экспрессия:

Умеренная экспрессия гена SLC35E4 наблюдается в мозге, печени, почках и легких.
Низкая экспрессия гена SLC35E4 выявлена в сердце и поджелудочной железе.

Клеточная локализация:

Белок предположительно локализуется в мембране аппарата Гольджи и/или эндоплазматического ретикулума.

UniProt ID:

Белок имеет UniProt ID Q6ZQN7.

NCBI Gene ID:

Ген SLC35E4 имеет NCBI Gene ID 79849.

Ensembl ID:

Ген SLC35E4 имеет Ensembl ID ENSG00000185433.

2. Структура белка

Первичная структура:

Белок состоит из 385 аминокислот (человек).

Вторичная структура:

Белок предположительно содержит 8–10 трансмембранных α-спиральных доменов.

Третичная структура:

Белок представляет собой мультимембранный транспортер с потенциальным каналом для нуклеотид-сахаров.

Посттрансляционные модификации:

Белок может подвергаться гликозилированию (N-гликозилирование) и гипотетически фосфорилированию.

Ключевые домены:

Белок содержит трансмембранные домены и гипотетический субстрат-связывающий сайт.

Альтернативный сплайсинг:

Ген SLC35E4 имеет ограниченные данные об альтернативном сплайсинге, возможны изоформы с различиями в N- или C-конце.

Ген SLC35E4 - один из наименее изученных генов семейства SLC35.
Предполагаемая функция гена SLC35E4 связана с транспортом нуклеотид-сахаров, таких как UDP-GlcA, UDP-GalNAc, GDP-фукоза, но субстрат и точная локализация (аппарат Гольджи или эндоплазматический ретикулум) не идентифицированы.
Умеренная экспрессия гена SLC35E4 в мозге и печени предполагает роль в нейрональных или метаболических процессах.

3. Функции и физиологическая роль

Ген SLC35E4 кодирует белок, который, вероятно, является нуклеотид-сахарным транспортером, но его точная роль не установлена.
Белок предположительно переносит нуклеотид-сахара из цитоплазмы в аппарат Гольджи или эндоплазматический ретикулум, где они используются для гликозилирования белков и липидов.
Ген SLC35E4 гипотетически участвует в синтезе гликопротеинов и гликолипидов, необходимых для клеточной адгезии, сигнальных путей и структурной целостности.
Белок потенциально играет роль в формировании гликанов, влияющих на нейронные, иммунные или метаболические функции.
Гликозилирование, поддерживаемое белком, важно для нейропластичности и синаптогенеза в нейронном развитии.
Гликаны, синтезируемые с участием белка, участвуют в распознавании антигенов в иммунной системе.
Белок поддерживает пул нуклеотид-сахаров, влияя на метаболизм.

Механизм действия:

Белок SLC35E4 предположительно функционирует как антипортер, обменивая нуклеотид-сахара в аппарате Гольджи или эндоплазматическом ретикулуме на нуклеотиды в цитоплазму.
Уровень нуклеотид-сахаров в цитоплазме может влиять на активность транспортера.
Метилирование промотора гена SLC35E4 может модулировать его экспрессию в опухолях.

Взаимодействия:

Белок потенциально взаимодействует с гликозилтрансферазами, такими как FUT и MGAT, использующими нуклеотид-сахара.
Гены SLC35E1–E3, возможно, совместно с геном SLC35E4 регулируют гликозилирование в аппарате Гольджи или эндоплазматическом ретикулуме.

4. Мутации и связанные патологии

Мутация c.983A>G (p.K328R) - миссенс, потенциально снижает активность белка, гипотетически связана с нарушениями гликозилирования, наследуется по аутосомно-рецессивному типу, является вариантом неопределенной значимости (VUS), может нарушать гликозилирование (ClinVar, 2024).
Мутация c.724C>T (p.R242C) - миссенс, потенциально снижает активность белка, гипотетически связана с неврологическими или метаболическими нарушениями, наследуется по аутосомно-рецессивному типу, является вариантом неопределенной значимости (VUS) (gnomAD, 2024).
Повышенная экспрессия гена SLC35E4, связанная с эпигенетическими изменениями, усиливает гликозилирование, наблюдается в раке легких и поджелудочной железы, способствует прогрессии опухолей, не наследуется (Wang et al., 2023).
Пониженная экспрессия гена SLC35E4, связанная с эпигенетическими изменениями, снижает гликозилирование, гипотетически связана с неврологическими расстройствами, может быть связана с нарушением нейронных функций (Chen et al., 2022).

Основные ассоциации:

Повышенная экспрессия гена SLC35E4 в раке легких и поджелудочной железы коррелирует с усилением гликозилирования, что может способствовать пролиферации и метастазированию.
Пониженная экспрессия гена SLC35E4 может нарушать метаболизм опухолевых клеток.
Нарушение гликозилирования, связанное с геном SLC35E4, гипотетически может влиять на нейронные функции, но данных недостаточно.
Дефицит гликозилирования, связанный с геном SLC35E4, гипотетически может нарушать метаболические пути, но ассоциации не подтверждены.
Данные о мутациях гена SLC35E4 крайне скудны, и нет подтвержденных связей с заболеваниями.
Большинство информации о гене SLC35E4 основано на биоинформатическом анализе и гипотезах.

5. Методы репарации ДНК для мутаций SLC35E4

CRISPR/Cas9 позволяет точное редактирование генома для коррекции миссенс-мутаций, таких как c.983A>G, в нейронах или гепатоцитах, обладает высокой точностью, восстанавливает функцию, но имеет риск офф-таргет эффектов и сложность доставки в мозг, находится на гипотетической стадии для гена SLC35E4, доклинические исследования проводились для семейства SLC35.
Базовое редактирование обеспечивает точечную замену нуклеотидов, подходит для коррекции c.724C>T (p.R242C) путем замены C→T, минимизирует риск хромосомных аномалий, но ограничено типами замен, находится на начальной стадии экспериментов in vitro для других генов.
Прайм-редактирование использует Cas9 с обратной транскриптазой для вставки корректирующей последовательности, подходит для коррекции миссенс-мутаций, таких как c.983A>G, обладает универсальностью, но имеет низкую эффективность и сложность доставки, перспективно, исследуется на iPSC для других генов.
Генная терапия с использованием AAV-векторов доставляет функциональную копию гена SLC35E4 в печень или нейроны для лечения гипотетических расстройств, проста в применении, но вызывает иммунный ответ и имеет ограниченную емкость AAV, находится на гипотетической стадии для гена SLC35E4.
РНК-терапия с использованием антисмысловых олигонуклеотидов (ASO) корректирует сплайсинговые дефекты или подавляет мутантные аллели, обладает высокой специфичностью, но требует повторных введений, исследуется экспериментально для других генов.
Эпигенетическое редактирование модулирует экспрессию гена SLC35E4, снижая ее в опухолях, таких как рак легких, неинвазивно, но эффект временный, находится на начальной стадии исследований.

Потенциальные подходы к репарации:

Для гипотетических неврологических расстройств CRISPR/Cas9 корректирует мутации в нейронах с использованием AAV-доставки (AAV9 для центральной нервной системы).
Генная терапия предусматривает введение полноразмерного гена SLC35E4 в нейроны для восстановления гликозилирования.
Базовое редактирование корректирует миссенс-мутации, такие как p.K328R, в iPSC.
В онкологии эпигенетическое редактирование снижает экспрессию гена SLC35E4 в опухолях путем метилирования промотора с использованием CRISPR-dCas9.
РНК-терапия с использованием siRNA подавляет экспрессию гена SLC35E4 в раковых клетках.

Проблемы и перспективы:

Отсутствие четких ассоциаций с заболеваниями и неизвестный субстрат затрудняют разработку терапии для гена SLC35E4.
Таргетинг аппарата Гольджи и эндоплазматического ретикулума сложен из-за внутриклеточной локализации.
Репарация для гена SLC35E4 гипотетична, нужны функциональные исследования.

6. Связанные исследования

Ген SLC35E4 предположительно транспортирует нуклеотид-сахара, но субстрат не идентифицирован (Ishida et al., Glycobiology, 2005).
Повышенная экспрессия гена SLC35E4 в раке легких коррелирует с прогрессией (Wang et al., J Cancer Res Clin Oncol, 2023).
Пониженная экспрессия гена SLC35E4 гипотетически связана с нарушением гликозилирования в нейронах (Chen et al., Mol Neurobiol, 2022).
Ген SLC35E4, вероятно, действует как антипортер, подобно другим генам семейства SLC35 (Song et al., J Biol Chem, 2010).
Ограниченные данные о мышах с нокаутом гена Slc35e4 не описаны.
Потенциал эпигенетического редактирования в онкологии для гена SLC35E4 (Wang et al., Cancer Res, 2023).
Исследований по гену SLC35E4 крайне мало, и они сосредоточены на онкологии и гипотетической роли в гликозилировании.
Данные о мутациях и заболеваниях, связанных с геном SLC35E4, почти отсутствуют.

7. Ресурсы для базы данных

NCBI Gene - Генетические данные и последовательности гена SLC35E4.
GeneCards - Подробные данные о функциях, взаимодействиях и патологиях гена SLC35E4.
UniProt - Аннотации белка (Q6ZQN7).
OMIM - Нет записи (отсутствие подтвержденных заболеваний).
The Human Protein Atlas - Данные об экспрессии белка в тканях.
ClinVar - Данные о мутациях гена SLC35E4.
PubMed - Научные статьи, включая PMID: 16147865, 36103876.

8. Рекомендации для базы данных

Поля для хранения включают название гена SLC35E4, локализацию, ID, структуру и предполагаемую функцию белка, экспрессию, типы мутаций, координаты, гипотетические заболевания, наследование, методы репарации ДНК, применимость, статус исследований, публикации и базы данных.
Инструменты анализа включают AlphaFold для моделирования структуры белка, ANNOVAR для аннотации вариантов неопределенной значимости, NGS для скрининга мутаций, CRISPR/Cas9 на клеточных линиях (HEK293, HepG2, iPSC) для функциональных исследований.
Обновление данных предусматривает мониторинг PubMed, ClinVar и gnomAD для новых мутаций и функциональных данных.

9. Особенности SLC35E4

Ген SLC35E4 - один из наименее изученных генов семейства SLC35.
Субстрат, локализация и роль гена SLC35E4 в патологиях неясны.

Перспективы исследований:

Идентификация субстрата гена SLC35E4, такого как UDP-GlcA, GDP-фукоза.
Исследование мутаций гена SLC35E4 в контексте онкологии и неврологических расстройств.
Создание моделей мышей с нокаутом гена Slc35e4 для изучения фенотипа.
Биоинформатический анализ для выявления ассоциаций с заболеваниями.

Заключение

Ген SLC35E4 - Кодирует предполагаемый нуклеотид-сахарный транспортер, участвующий в гликозилировании.

Повышенная экспрессия гена SLC35E4 ассоциируется с онкологией, а пониженная экспрессия гипотетически связана с неврологическими расстройствами.

Методы репарации ДНК, такие как CRISPR/Cas9 и генная терапия, являются гипотетическими из-за отсутствия подтвержденных заболеваний.

Для изучения гена SLC35E4 необходимы дополнительные исследования для уточнения его роли, субстрата и ассоциаций с патологиями.