Massively parallel in vivo CRISPR screening identifies RNF20/40 as epigenetic regulators of cardiomyocyte maturation.
Massively parallel in vivo CRISPR screening identifies RNF20/40 as epigenetic regulators of cardiomyocyte maturation.
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DOI：
10.1038/s41467-021-24743-z
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发表时间：
2021-07-21
影响因子：
16.6
通讯作者：
Pu WT
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
VanDusen NJ;Lee JY;Gu W;Butler CE;Sethi I;Zheng Y;King JS;Zhou P;Suo S;Guo Y;Ma Q;Yuan GC;Pu WT
正向遗传筛选是一种强大、公正的方法，可以深入了解生物过程，但由于资源需求较高，这种方法很少在哺乳动物体内使用。在这里，我们使用体内体细胞 Cas9 诱变对小鼠进行体内正向遗传筛选，以确定心肌细胞 (CM) 成熟的调节因子、新生儿 CM 中发生的表型和基因表达的协调变化。我们发现并验证了该过程的许多转录调节因子。其中包括 RNF20 和 RNF40，它们形成一种复合物，使 H2B 在赖氨酸 120 上单泛素化。机制研究表明，这种表观遗传标记控制着 CM 成熟所需的基因表达的动态变化。这些对 CM 成熟的见解将为心脏再生医学的努力提供信息。更广泛地说，我们的方法将使跨哺乳动物器官系统的公正的正向遗传学成为可能。体内遗传筛选的通量是有效应用的障碍。在这里，作者使用基于 CRISPR 的高通量小鼠体内正向遗传筛选来鉴定心肌细胞成熟的转录调节因子，包括表观遗传修饰剂 RNF20 和 RNF40。
The forward genetic screen is a powerful, unbiased method to gain insights into biological processes, yet this approach has infrequently been used in vivo in mammals because of high resource demands. Here, we use in vivo somatic Cas9 mutagenesis to perform an in vivo forward genetic screen in mice to identify regulators of cardiomyocyte (CM) maturation, the coordinated changes in phenotype and gene expression that occur in neonatal CMs. We discover and validate a number of transcriptional regulators of this process. Among these are RNF20 and RNF40, which form a complex that monoubiquitinates H2B on lysine 120. Mechanistic studies indicate that this epigenetic mark controls dynamic changes in gene expression required for CM maturation. These insights into CM maturation will inform efforts in cardiac regenerative medicine. More broadly, our approach will enable unbiased forward genetics across mammalian organ systems. Throughput of in vivo genetic screens is a barrier to efficient application. Here the authors use a high-throughput CRISPR-based in vivo forward genetic screen in mice to identify transcriptional regulators of cardiomyocyte maturation, including the epigenetic modifiers RNF20 and RNF40.
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