構造染色体の再構成と脳障害
先天性脳疾患に関与する遺伝子を特定するための構造染色体再構成の研究
このプロジェクトは、構造ゲノム変異 (SV) の詳細な研究に焦点を当てています。 このような遺伝子変異は実際には DNA 分子構造の変化であり、コピー数変異、逆位、転座が含まれます。 単一のイベントは、多くの遺伝子および調節領域に影響を与える可能性があり、特定の表現型の結果は、SV の位置、遺伝子内容、および種類によって異なります。 多くの場合、特定の病気の原因メカニズムは不明です。 ここでは、構造変異の分子遺伝的挙動と、関連する根底にある変異メカニズムを研究する予定です。
まず、ゲノム配列決定を使用してヌクレオチドレベルで染色体の切断点を特定し、切断点でのゲノム構造の特徴を明らかにし、構造変異とSNVの関係を研究します。 次に、構造的変異が遺伝子発現にどのような影響を与えるかを研究します。 最後に、ゼブラフィッシュを使用して in vivo で、初代患者細胞と人工多能性幹細胞を使用して in vitro で疾患メカニズムを機能的に探索します。
私たちの研究は、構造的変異の起源、構造、ヒトの病気への影響に焦点を当てます。 その結果は、遺伝子診断における変異検出率の向上に直結します。 疾患メカニズムのより深い理解を通じて、私たちの発見は、希少な遺伝性疾患を持つ患者のための新しいバイオマーカーや治療戦略の開発にも役立ちます。
調査の概要
詳細な説明
プロジェクトの説明 目的 1) 構造ゲノム変異の形成の分子機構は何ですか?
私たちはすでに 500 人を超える個別の SV からの WGS データを持っています。 根底にある突然変異と疾患のメカニズムを理解するために、構造的変異の検出と再配列のための位置情報を組み合わせます。 これは、重複(重複したゲノムセグメントの位置が正しい臨床的解釈の鍵となります)や複雑な再構成の場合に特に重要です。 次に、正確なブレークポイントが確立され、ブレークポイント ジャンクションが配列モチーフについて分析されます。
目的 2) 疾患の病理に関与する分子機構は何ですか?
まず、WGS を使用して構造バリアントを特定し、特徴付けます。 次に、SV の影響を受ける候補疾患遺伝子がどのように臨床症状を引き起こすかを理解するために、疾患の病理に関与する細胞機構を 3 つの方法で研究します。
パート1。 初代細胞のインビトロ研究: 発現とスプライシングへの影響は、RT-PCR、qPCR、およびウェスタンブロットを使用して患者細胞 (線維芽細胞または B 細胞株) で評価されます。
パート 2. 患者由来モデルでの in vitro 研究: 選択されたケースでは、人工多能性幹細胞と神経前駆細胞 (NES 細胞) を生成します。これは、患者由来の細胞における初期神経新生の影響を直接研究する機会を提供します。患者の細胞と正常対照由来の細胞を比較します。 私たちは、NES 細胞を使用した 2D 培養における初期神経新生の研究と、iPS 細胞株から直接 3D 培養で別の発生関連モデルである脳オルガノイド (ミニ脳) を生成することの両方に興味を持っています。 オルガノイド 3D 培養は、さまざまな脳領域の発達を再現するため、脳障害を調査するためのユニークなツールです。 さらに、3D 神経培養は細胞の成熟度を改善し、疾患の表現型の発現を刺激することで、疾患のメカニズムの理解を促進する可能性があります。
パート 3. ゼブラフィッシュ モデルにおける in vivo 研究: ゼブラフィッシュ (Danio rerio) は、正常および異常な発生学的発達の研究によく機能する in vivo システムです。 重複は、CRISPR/Cas9 誘発遺伝子破壊またはモルフォリノ ノックダウンによる RNA 過剰発現および欠失によってシミュレートされます。 表現型の評価は、患者で観察される表現型(頭の大きさ、頭蓋顔面欠陥、心血管奇形、繊毛欠陥など)に従って設計されます。
目的 3) 構造的ゲノム変異は遺伝子発現にどのような影響を与えるか?
私たちは 3 つの方法で長距離効果を研究する予定です。 パート1。 TAD 中断の臨床的影響を評価するために、臨床遺伝学アレイ データベース (希少な NDD を持つ 6,200 人以上の小児からのデータ)、LocusDB SV (WGS によって分析された希少疾患を持つ 1,000 人を超える患者からの SV コール) の CNV データでそのようなイベントを検索します。 Clinical Genomics SciLifeLab) および公的に利用可能なデータベース (DECIPHER、ICCG、および SWEGEN)。 バイオインフォマティクス解析では、SV を取り巻く既知の疾患遺伝子と患者の特徴の間の表現型の重複に関する情報と、組織特異的エンハンサーおよび TAD 領域との物理的な重複に関する情報を組み合わせます。 同様のメカニズムによって破壊された遺伝子を発見するために、新しい計算アプローチが設計されるでしょう。 追跡調査には、さらなる患者の特性評価とカスタマイズされた RNA 研究が含まれます。
パート 2. 患者サンプルのトランスクリプトーム解析は RNA-seq によって行われます。 すべての細胞ですべての遺伝子が転写的に活性であるわけではないため、この目的を成功裏に達成するための鍵は、生物学的に関連したサンプルにアクセスすることです。 生検が利用できない場合も多いため、そのような場合には、iPS 細胞が RNA 発現に対する生物学的に関連する影響を研究するための代替方法となります。 WGS と RNA-seq データのペアを使用する場合、隣接する遺伝子に対する SV の影響の読み取り値として、転写レベルと ASE の変化を統合します。
パート 3. 細胞および動物の研究: ヒト細胞株への CRISPR/Cas9 を含む特定の SV の導入は、初代細胞が利用できない場合に行われ、目標 2 の下で作成されたゼブラフィッシュ株は、生物レベルでの SV の全体的な影響を評価するために使用することもできます。 。
研究の種類
入学 (推定)
連絡先と場所
研究場所
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Stockholm、スウェーデン、19175
- Anna Lindstrand
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参加基準
適格基準
就学可能な年齢
- 子
- 大人
- 高齢者
健康ボランティアの受け入れ
サンプリング方法
調査対象母集団
説明
包含基準:
希少疾患や染色体異常が疑われる方
除外基準:
稀な疾患や染色体異常の疑いがないこと
研究計画
研究はどのように設計されていますか?
デザインの詳細
この研究は何を測定していますか?
主要な結果の測定
結果測定 |
時間枠 |
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病気のメカニズムを理解する
時間枠:10年
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10年
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協力者と研究者
研究記録日
主要日程の研究
研究開始 (実際)
一次修了 (推定)
研究の完了 (推定)
試験登録日
最初に提出
QC基準を満たした最初の提出物
最初の投稿 (実際)
学習記録の更新
投稿された最後の更新 (推定)
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
最終確認日
詳しくは
本研究に関する用語
追加の関連 MeSH 用語
その他の研究ID番号
- 2019-02078
個々の参加者データ (IPD) の計画
個々の参加者データ (IPD) を共有する予定はありますか?
医薬品およびデバイス情報、研究文書
米国FDA規制医薬品の研究
米国FDA規制機器製品の研究
米国で製造され、米国から輸出された製品。
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