Caracterización comparativa de las regiones aceleradas humanas en las neuronas

Área de la Ciencia:

• La genómica
• Biología evolutiva
• La neurociencia

Sus antecedentes:

• Las regiones aceleradas humanas (HAR) son regiones genómicas conservadas con sustituciones rápidas después de la divergencia humano-chimpancé.
• Los HAR están cerca de los genes del desarrollo neurológico, lo que sugiere funciones reguladoras, pero sus objetivos y funciones no están claros.

Objetivo del estudio:

• Investigar las funciones cis-reguladoras de los HAR en las neuronas humanas y de chimpancés.
• Comprender las contribuciones de HAR a la evolución del cerebro humano y la regulación genética.

Principales métodos:

• Priorizado 20 HARs y ortólogos utilizando datos genómicos y de bucle de cromatina.
• Caracterización funcional a través de la interferencia CRISPR de una sola célula en neuronas derivadas de células iPS humanas y de chimpancés.
• Edición principal utilizada para evaluar la actividad del potenciador de las variantes de HAR.

Principales resultados:

• Funciones reguladoras genéticas específicas de la especie demostradas de los HAR.
• HAR202 altera la expresión de NPAS3 cambiando la unión del factor de transcripción.
• 2xHAR.319 regula la PUM2, manteniendo la pluripotencia y la diferenciación neuronal.
• Las variantes HAR26;2xHAR.178 muestran actividad de potenciador diferencial, con una vinculada a un aumento de SOCS2 y al aumento del crecimiento de las neuritas.

Conclusiones:

• Los HAR tienen diversas funciones cis-regulatorias en las neuronas humanas.
• Estas funciones pueden contribuir a la evolución del cerebro humano.
• Se han revelado las funciones reguladoras de los genes endógenos de los ARH en el desarrollo neuronal.