Zeitschrift für Karzinogenese und Mutagenese

Abstrakt

Charakterisierung der pathogenen Enhancer-Aktivität bei Einzelzellauflösung zur Untersuchung des Mechanismus von Gliedmaßenfehlbildungen durch einen neuartigen Deep-Learning-Ansatz

Raghav Sriram

Der Zone of Polarizing Activity (ZPA) Regulatory Sequence (ZRS)-Enhancer, eine in zahlreichen Organismen vorkommende regulatorische Sequenz, spielt eine bedeutende Rolle in der frühen embryonalen Extremitätenentwicklung. ZRS steuert die Expression des Sonic Hedgehog -Gens ( Shh ) und somit die frühe Extremitätenentwicklung in einem Organismus, da Shh nachweislich die Breite der Extremitätenknospe steuert, indem es die Proliferation von Mesenchymzellen stimuliert aufgrund seiner Fähigkeit, die anterior-posteriore Länge des apikalen ektodermalen Grates zu regulieren. Mehrere Transkriptionsfaktoren, die als Repressoren oder Aktivatoren des Shh -Gens wirken, koordinieren diesen Extremitätenentwicklungsprozess zusammen mit dem ZRS-Enhancer. Während die Bedeutung normaler ZRS-Aktivität offensichtlich ist, untersucht diese Studie die Auswirkungen pathogener Veränderungen des ZRS-Enhancers und die Entwicklung damit verbundener Extremitätenerkrankungen wie präaxialer Polydaktylie (PPD) genauer, indem sie sich auf mehrere Aspekte der ZRS-Regulierung und deren Beziehung zur Shh -Expression konzentriert. Dies wurde erreicht, indem die Expression von Shh und mCherry , einem eingeführten Lumineszenzgen, das durch ZRS reguliert wird, durch sequenzierte Einzelzell-RNA-Zellen aus einer sich entwickelnden Extremitätenknospe eines Mausembryos charakterisiert wurde. Darüber hinaus charakterisierte diese Studie spezifische Transkriptionsfaktoren als potenzielle Repressoren oder Aktivatoren von ZRS, indem sie die TF-Anreicherung oder -Dezimierung in hochexpressiven Shh- und mCherry -Zellen bestimmte. Die Klassifizierung solcher TFs ist von entscheidender Bedeutung für die Identifizierung der regulatorischen Elemente, die die Entstehung von Extremitätenfehlbildungsstörungen wie präaxialer Polydaktylie steuern, und hilft bei der Entwicklung zukünftiger therapeutischer Interventionen.