発達中の人間の皮質における規制要素の大幅な並列の特徴付け
Chengyu Deng1,2, Sean Whalen3, Marilyn Steyert4,5,6,7,8,9
1Department of Bioengineering and Therapeutic Sciences, University of California, San Francisco, San Francisco, CA 94158, USA.
この研究では,ヒトの脳内の遺伝子調節要素をマッピングし,神経細胞の発達と病気に影響を与える何千もの活性増強剤と変異体を特定しました. 脳のオルガノイドは この研究のために 発達中の皮質を効果的にモデル化しています
科学分野:
- 遺伝学
- 神経科学
- 発達生物学
背景:
- 遺伝子調節要素の核酸の変化は,神経細胞の発達と関連疾患に大きな影響を与えます.
- これらの要素を理解することは 脳の機能と病理を 解読するのに不可欠です
研究 の 目的:
- 発達中の人間の脳におけるシス調節要素とその変種を包括的にマッピングし,特徴づけること.
- 人間の皮質の発達を研究するためのモデルとして脳器官の使用を検証する.
主な方法:
- 大規模なパラレルレポーターアッセイは,原始的なヒト皮質細胞と脳オーガノイドで実施された.
- 細胞型特異的および疾患関連配列を含む10万以上の開いた染色体の領域を分析した.
- シーケンス決定因子とエンハンサー活動の規制因子を解読するためにディープラーニングモデルを使用した.
主要な成果:
- 主細胞で46802の活性増強剤の配列を特定した.
- 増強剤の活性を大きく変化させる 164の変種を発見した.
- 脳のオーガノイドとプライマリ皮質細胞で比較可能な調節要素の活性を示した.
結論:
- 発達中の人間の皮質を研究するための有効なモデルとして機能します.
- この研究は,ヒトの神経細胞の発達に不可欠な機能的な遺伝子調節要素と変異の包括的なカタログを提供します.
- この発見は脳の発達と 神経学的障害の 遺伝的基盤についての洞察を与えてくれます
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