Genómica unicelular y redes reguladoras para 388 cerebros humanos

Área de la Ciencia:

• La neurociencia
• La genómica
• Biología computacional

Sus antecedentes:

• La genómica de una sola célula ofrece información sobre tejidos complejos como el cerebro.
• La comprensión de los efectos de las variantes genéticas en la expresión génica a nivel celular sigue siendo limitada.

Objetivo del estudio:

• Crear un recurso completo de datos multiómicos de un solo núcleo de la corteza prefrontal humana.
• Investigar cómo las variaciones genéticas influyen en la expresión génica y los elementos reguladores en diversos tipos de células.
• Construir modelos predictivos de regulación genética y redes de comunicación específicas del tipo de célula.

Principales métodos:

• Procesamiento uniforme de datos multiómicos de un solo núcleo de 2,8 millones de núcleos en 388 individuos.
• Evaluación de la variación de la expresión y la cromatina a nivel de población para 28 tipos de células.
• Identificación de los elementos reguladores específicos del tipo de célula y de los loci de los rasgos cuantitativos de la expresión de una sola célula (eQTL).
• Construcción de redes de regulación de tipo celular y de comunicación entre células.
• Desarrollo de un modelo integrador para imputar y simular la expresión génica de una sola célula.

Principales resultados:

• Identificación de más de 550 000 elementos reguladores específicos para el tipo de célula.
• Descubrimiento de más de 1,4 millones de eQTL de una sola célula.
• Construcción de redes reguladoras y de comunicación que revelan cambios celulares en el envejecimiento y trastornos neuropsiquiátricos.
• Priorización de aproximadamente 250 genes de riesgo de enfermedad y objetivos farmacológicos con tipos celulares asociados a través de un modelo integrador.

Conclusiones:

• El estudio proporciona un recurso valioso para comprender la regulación génica específica del tipo de célula en el cerebro humano.
• Las redes y modelos identificados ofrecen información sobre los mecanismos subyacentes al envejecimiento y las afecciones neuropsiquiátricas.
• Los hallazgos facilitan la priorización de posibles objetivos terapéuticos y genes de riesgo de enfermedad en una resolución de una sola célula.