人类细胞形态学的全基因组图谱

科学领域:

• 基因组学就是基因组学.
• 细胞生物学 细胞生物学
• 系统生物学 系统生物学

背景情况:

• 了解基因功能在现代基因组学中至关重要.
• 开发基因功能的数据驱动表示仍然是一个挑战.
• 全基因组功能屏幕对于绘制基因-表型关系至关重要.

研究的目的:

• 创建人类细胞中第一个无偏见的,基于形态的,全基因组扰动图谱.
• 开发一种高通量查技术,以大规模地图化基因功能.
• 识别新的基因功能和细胞通路.

主要方法:

• 利用CRISPR-Cas9基因编辑进行全基因组单基因淘汰 (>20,000次实验).
• 采用PERISCOPE (聚合细胞概况) 结合细胞绘画表型与分子条形码的光学测序.
• 开发了一个可扩展的,开源的分析管道,用于聚合扰动库.

主要成果:

• 从 >300万个细胞生成基因组规模的基因型-表型图.
• 重建已知的通路和蛋白质-蛋白质相互作用网络.
• 鉴定了培养媒介特定的基因淘汰反应,并根据表型相似性将基因聚集在一起.
• 标志着TMEM251/LYSET作为一个高尔基定居蛋白质,对溶解体酶贩运至关重要.

结论:

• 佩里斯科普 (PERISCOPE) 方法可以实现高维的表型分析和亚细胞过程的检查.
• 产生的地图集是一个丰富的资源,可以在规模上将基因与细胞功能连接起来.
• 这项工作推动了我们对基因功能和疾病机制的理解.