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Un recurso de biobanco de células madre embrionarias de ratón haploide reversible para la genómica funcional

Ulrich Elling ¹, Reiner A Wimmer ¹, Andreas Leibbrandt ¹

¹Institute of Molecular Biotechnology of the Austrian Academy of Science (IMBA), Vienna Biocenter (VBC), Dr. Bohr Gasse 3, Vienna, Austria.
²Vienna Biocenter Core Facilities, Vienna Biocenter (VBC), Dr. Bohr Gasse 3, Vienna, Austria.
³MRC Laboratory for Molecular Cell Biology and Institute for the Physics of Living Systems, University College London, London, UK.
⁴Novartis Institutes for BioMedical Research, Basel, Switzerland.
⁵Wellcome Trust Sanger Institute, Hinxton, Cambridge CB10 1SA, UK.
⁶Max F. Perutz Laboratories, Medical University of Vienna, Dr. Bohr Gasse 9, Vienna, Austria.
⁷Paul Ehrlich Institut, Paul Ehrlich Strasse 51-59, 63225 Langen, Germany.
⁸Max-Delbrück Center for Molecular Medicine in the Helmholtz Association, Berlin, Germany.
⁹German Center for Cardiovascular Research, Berlin, Germany.
¹⁰Berlin Institute of Health, Berlin, Germany.
¹¹Research Institute of Molecular Pathology (IMP), Vienna Biocenter (VBC), Dr. Bohr Gasse 7, 1030 Vienna, Austria.

⁰Institute of Molecular Biotechnology of the Austrian Academy of Science (IMBA), Vienna Biocenter (VBC), Dr. Bohr Gasse 3, Vienna, Austria.

Nature +

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28 de septiembre de 2017

Ver abstracta en PubMed

Resumen

Los investigadores crearon un gran recurso de más de 100.000 líneas de células madre embrionarias de ratón mutante para superar la variabilidad celular. Este Haplobank permite pantallas genéticas reproducibles para el descubrimiento de la función génica.

Área De La Ciencia

La genética
Biología de las células madre
Biología molecular

Sus Antecedentes

La investigación de la genómica funcional es esencial, pero a menudo se ve obstaculizada por la variación clonal en las poblaciones celulares.
La reproducibilidad en los estudios biológicos es un desafío significativo debido a la heterogeneidad celular inherente.

Objetivo Del Estudio

Establecer un recurso completo para la anotación funcional del genoma.
Desarrollar un método que supere la varianza clonal para las pruebas genéticas de alto rendimiento.
Identificar nuevos genes involucrados en procesos celulares esenciales, angiogénesis e infecciones virales.

Principales Métodos

Se empleó mutagenesis saturada por genoma para generar un biobanco de más de 100.000 líneas celulares embrionarias haploides de ratón (mES).
Cada línea celular presenta mutaciones genéticamente codificadas, condicionales y reversibles dirigidas a 16.970 genes.
Se utilizó la mutagénesis reversible para permitir la anotación funcional directa en las células hermanas, mitigando la varianza clonal.

Principales Resultados

Se creó y puso a disposición de los investigadores el Haplobank, un recurso de células mES hemi/homocigotas mutantes.
Las pantallas genéticas inversas que utilizan el Haplobank identificaron genes que regulan los procesos esenciales en las células mES, la angiogénesis germinativa y la especificación del linaje de los vasos sanguíneos.
Una pantalla delantera de todo el genoma identificó PLA2G16 como un factor huésped crucial para la citotoxicidad inducida por el rinovirus.

Conclusiones

El Haplobank combinado con la tecnología de mutagénesis reversible proporciona una poderosa plataforma para la anotación del genoma funcional de alto rendimiento y reproducible.
Este recurso avanza significativamente la capacidad de descubrir las funciones de los genes y sus contribuciones a varios fenotipos biológicos.
El estudio destaca la utilidad del Haplobank en el descubrimiento de genes involucrados en procesos biológicos fundamentales y mecanismos de enfermedades.