排列的单基因扰动识别了人类前神经管关闭的驱动因素

科学领域:

• 发展生物学 发展生物学
• 干细胞生物学 干细胞生物学
• 遗传学 是一个遗传学.

背景情况:

• 研究人类胚胎形态发生是道德上具有挑战性的.
• 人类多能干细胞 (hPSC) 衍生器官提供了一个有前途的体外模型.
• 以前对有机体进行的基因查受到变异性和成本的限制.

研究的目的:

• 开发一个高通量平台,用于hPSC衍生器官的基因查.
• 为了确定人类胚胎形态发生的遗传调节者,特别是神经管闭合.
• 为了克服有机体变异性和遗传干扰研究成本的局限性.

主要方法:

• 开发了一个平台,集成可再生的有机体形态发生与统一的单基因扰动.
• 利用阵列式CRISPR干扰 (CRISPRi) 在hPSC衍生器官中进行高通量选.
• 在扰乱的有机体上进行了单细胞转录组分析.

主要成果:

• 在前部神经元器官模型中选了77个转录因子.
• 确定ZIC2,SOX11和ZNF521作为关闭神经管的重要调节剂.
• 关闭需要ZIC2和SOX11;ZNF521可以防止子宫外关闭点.
• 发现ZIC2和SOX11的共同调节的基因标,其中ZNF521扮演着相反的角色.

结论:

• 开发的平台可以对人类胚胎形态发生的体外模型进行高通量基因查.
• ZIC2,SOX11和ZNF521共同调节神经管关闭所必需的基因程序.
• 这项工作为人类发育和相关疾病的遗传控制提供了新的见解.