アセンブロイドのCRISPRスクリーンは,人間の神経発達における疾患遺伝子の影響を明らかにする

科学分野:

• 神経科学
• 発達生物学
• 遺伝学

背景:

• 皮質回路の組み立ては 内ニューロンの生成と 腹部から背面前脳への移行に依存しています
• 妊娠後期と出産後の初期段階でのヒト内ニューロン発達の研究は困難です.
• 神経発達障害 (NDD) は神経細胞の異常な発達と関連しているが,特定の遺伝子の機能は不明である.

研究 の 目的:

• CRISPR-アセンブロイドプラットフォームを使用して,ヒト内ニューロンの生成と移行における425のNDD遺伝子の役割を調査する.
• 内ニューロンの発達とその基礎的なメカニズムに影響を与える特定の遺伝子を特定する.

主な方法:

• 前脳アセンブロイドとCRISPRスクリーニングを組み合わせたプラットフォームの開発
• 425のNDD遺伝子の内部ニューロン生成への影響について体系的なスクリーニング.
• 前脳アセンブロイドの1,000以上を大規模にスクリーニングし,内部ニューロンの移動に影響を与える遺伝子を特定しました.

主要な成果:

• インターニューロン生成スクリーンは,CSDE1とSMAD4を含む13の候補遺伝子を特定しました.
• 内ニューロン移動スクリーンは,LNPKのような細胞骨格と内プラズマ網膜に関連する遺伝子を含む33の候補遺伝子を特定しました.
• 内部ニューロンの移動中に核転移が先行し,LNPKはこのプロセスに不可欠であることを発見した.

結論:

• CRISPR-アセンブロイドプラットフォームは NDD遺伝子をヒトの発達プロセスに 体系的にマッピングするのに強力です
• ヒト内ニューロンの発育と移動に関与する新しい遺伝子とメカニズムを特定した.
• ニューロンの移動とNDDに関連していることが明らかになった.