巨大的并行 in vivo Perturb-seq 揭示了皮层发育中的细胞类型特定的转录网络

科学领域:

• 神经科学和遗传学 在神经科学和遗传学.
• 分子和细胞生物学分子和细胞生物学

背景情况:

• 在体内分析多种细胞类型的基因功能是具有挑战性的,因为单细胞分析中细胞隔离和扰乱识别存在困难.
• 目前用于体内遗传查的方法限制了细胞标记的效率和规模,阻碍了全面的分析.

研究的目的:

• 开发和验证一种可扩展的平台,用于使用腺相关病毒 (AAV) 载体进行体内CRISPR查.
• 为了实现高分辨率,单细胞表型分析基因功能跨多个细胞类型在各种神经系统组织.
• 确定参与胚胎皮层发育的基因调节网络.

主要方法:

• 86个AAV血清型的广泛测试与转子子系统相结合,用于增强基因传递和标记.
• 开发一个平台,使得大量的平行 in vivo Perturb-seq (扰乱和单细胞测序).
• 在子宫内进行基因查以识别皮质发育中的基因网络.

主要成果:

• 基于AAV的平台实现了>6%的大脑细胞标记,明显超过了lentivirus介导方法<0.1%的疗效.
• 该系统能够在单个实验中分析超过3万个细胞,从而促进大规模的基因选.
• 识别Foxg1在皮层发育中的类调节网络,包括在第6层皮质体内神经元中为细胞命运规范的特定作用.

结论:

• 开发的基于AAV的平台提供了一种灵活和模块化的方法,用于在各种体内细胞类型中查询基因功能.
• 这项技术以前所未有的分辨率和规模,促进将基因变异与它们的因果功能联系起来.
• 该平台与各种扰动技术 (CRISPRa/i) 和表型测量 (单细胞或空间多组) 兼容.