Caracterización masivamente paralela de los elementos reguladores de la transcripción

Área de la Ciencia:

• La genómica
• La epigenética
• Biología molecular

Sus antecedentes:

• Millones de elementos cisreguladores candidatos (cRE) en el genoma humano exhiben actividades específicas del tipo de célula que son cruciales para la salud y la enfermedad.
• Falta una comprensión funcional de las características de la secuencia que rigen la actividad de la cCRE y la especificidad del tipo celular.

Objetivo del estudio:

• Para caracterizar funcionalmente un gran conjunto de cCREs anotados en múltiples tipos de células.
• Identificar las características de la secuencia que determinan la actividad de la cCRE y la especificidad del tipo celular.
• Desarrollar modelos predictivos para la función cCRE y los efectos de las variantes.

Principales métodos:

• Se emplearon ensayos de reporter masivo paralelo basados en lentivirus (lentiMPRA) para probar la actividad reguladora de más de 680.000 secuencias.
• Se realizaron experimentos en tres tipos de células (HepG2, K562, WTC11) con secuencias probadas en ambas orientaciones.
• Se desarrollaron modelos basados en secuencias utilizando datos de lentiMPRA para predecir la función de la ECC y los efectos del motivo regulador.

Principales resultados:

• El 41,7% de las secuencias cCRE probadas demostraron actividad.
• Los promotores mostraron sesgos de orientación por hebra y actuaron como interruptores no específicos de tipo celular, mientras que los potenciadores exhibieron sesgos de orientación más débiles pero características específicas de tejido más fuertes.
• Los modelos basados en secuencias lograron una alta precisión en la predicción de la función y los efectos de la variante cCRE, identificando motivos regulatorios y sus acciones combinatorias.

Conclusiones:

• Este estudio proporciona un extenso catálogo de ERC funcionales en tres líneas celulares.
• Las mediciones funcionales a gran escala diseccionan efectivamente la gramática reguladora, revelando las características de la secuencia que controlan la actividad cCRE y la especificidad del tipo de célula.
• Los hallazgos contribuyen a una comprensión más profunda de la regulación genética en la salud y la enfermedad.