人类基因组包含20,000到25,000个基因。它们中的大多数在黑猩猩、小鼠、苍蝇、酵母甚至细菌中都有对应的基因。在过去的1000-1500万年内,由于复制事件,人类特有的具有新功能的基因已经出现,促成了使人类成为人类的独特特征。
2010年,艾希勒的团队确定了23个人类特有的重复基因。目前,有800多个基因显示了人类特有的身份,驱动着大脑、免疫和新陈代谢功能的适应。重要的是,这些基因中的许多可能在功能上与神经活动有关,有助于人类大脑的进化。
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图片来源:https://doi.org/10.1016/j.phrs.2023.106783
近日,来自科罗拉多大学安舒茨分校的研究者们在Pharmacological Research杂志上发表了题为“Unanswered questions in the regulation and function of the duplicated α7 nicotinic receptor gene CHRFAM7A”的综述性文章,该研究回顾了CHRFAM7A的作用的最新进展,强调了有待解决的问题。还讨论了一种基于基因组编辑协议的可能的治疗方法。
α7烟碱受体(α7 nAChR)是钙离子进入细胞的重要入口点,对基因表达和功能具有广泛而重要的影响。该基因(CHRNA7)定位于染色体(15q14),与许多疾病有遗传关联,其中许多疾病涉及认知缺陷。
虽然CHRNA7的大量突变与精神疾病和炎症有关,但一个重要的控制点可能是最近发现的部分复制CHRNA7的功能,即CHRAM7A,它通过形成异五聚体来负面调节α7受体的功能;其他功能不能被排除在外。
这种人类特有基因(CHRFAM7A)的解除调控与神经发育、神经退行性疾病和炎症性疾病有关,并具有重要的拷贝数变化。人们正在努力了解它在健康和病理条件下的功能和调节。然而,关于它的功能作用,它的调节,以及它在神经系统和炎症性疾病的病因中的作用,仍有许多问题需要回答。缺乏对异型受体药理学的了解,限制了能够调节其活性的新分子的发现。
调控CHRFAM7A表达的CRISPR效应器
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识别人类特有的基因对于理解使人类独一无二的机制很重要。然而,这些谱系特异性基因的作用,包括CHRNA7基因的部分复制,CHRFAM7A,还没有完全阐明。在CHRFAM7A的案例中,这些研究因同源基因CHRNA7的存在而受到限制。
当搜索基因组中与疾病或身体特征相关的变异时,两个基因之间存在广泛的同源区域,结果会被混淆。此外,CHRFAM7A基因具有常见的拷贝数变异,并且该蛋白DUPα7在许多组织中低水平表达。CHRFAM7A的重复区与CHRNA7的重复区几乎完全相同,而独特的区域与另一个基因ULK4有主要同源性,这使得产生特异性抗体变得困难。
通过CRISPR/dCas9结合的转录调节剂调节CHRFAM7A基因的表达,可能为另一种治疗方法铺平道路,从而在几种疾病中恢复正确的CHRFAM7A/CHRNA7比率,从而绕过α7激动剂相关的副作用。(生物谷 Bioon.com)
参考文献
Sherry Leonard et al. Unanswered questions in the regulation and function of the duplicated α7 nicotinic receptor gene CHRFAM7A. Pharmacol Res. 2023 May 8;192:106783. doi: 10.1016/j.phrs.2023.106783.