Infernape uncovers cell type-specific and spatially resolved alternative polyadenylation in the brain.
Infernape uncovers cell type-specific and spatially resolved alternative polyadenylation in the brain.
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DOI：
10.1101/gr.277864.123
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发表时间：
2023-10
期刊：
影响因子：
7
通讯作者：
Zhang, Xiaochang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kang, Bowei;Yang, Yalan;Hu, Kaining;Ruan, Xiangbin;Liu, Yi-Lin;Lee, Pinky;Lee, Jasper;Wang, Jingshu;Zhang, Xiaochang
差异性多腺苷酸化位点 (PA) 关键性地调节基因表达，但它们在大脑中的细胞类型特异性用途和空间分布尚未得到系统表征。在这里，我们介绍了 Infernape，它可以从单细胞和空间转录组数据推断和量化 PA 使用情况，并展示其在小鼠大脑中的应用。 Infernape 揭示了皮质神经发生过程中的替代内含子 PA 和 3'-UTR 延长。兴奋性和抑制性神经元谱系中的祖细胞-神经元比较显示胚胎大脑中重叠的 PA 变化，表明神经增殖-分化轴发挥着重要作用。在成年小鼠大脑中，我们发现了细胞类型特异性的 PA，并使用空间转录组数据可视化此类事件。超过两打神经发育障碍相关基因，如 Csnk2a1 和 Mecp2，在大脑发育过程中表现出差异性 PA。本研究提出 Infernape 从 scRNA-seq 和空间数据中识别 PA，并强调替代 PA 在神经元基因调控中的作用。
Differential polyadenylation sites (PAs) critically regulate gene expression, but their cell type–specific usage and spatial distribution in the brain have not been systematically characterized. Here, we present Infernape, which infers and quantifies PA usage from single-cell and spatial transcriptomic data and show its application in the mouse brain. Infernape uncovers alternative intronic PAs and 3′-UTR lengthening during cortical neurogenesis. Progenitor–neuron comparisons in the excitatory and inhibitory neuron lineages show overlapping PA changes in embryonic brains, suggesting that the neural proliferation–differentiation axis plays a prominent role. In the adult mouse brain, we uncover cell type–specific PAs and visualize such events using spatial transcriptomic data. Over two dozen neurodevelopmental disorder–associated genes such as Csnk2a1 and Mecp2 show differential PAs during brain development. This study presents Infernape to identify PAs from scRNA-seq and spatial data, and highlights the role of alternative PAs in neuronal gene regulation.
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