Epigenome-based Cell Census and Regulatory Element Discovery in the Aging Mouse Brain

项目总结： 脑细胞将在衰老过程中表现出深刻的分子生物学和细胞生物学变化。 DNA和甲基化水平与人类多种组织中的年龄相关，这表明转录水平存在显著的改变。 衰老过程中的调节作用。然而，与年龄相关的表观基因组DNA签名尚未完全通过细胞确定-- 在人类大脑中键入特异性。使用单细胞和表观基因组学策略，例如单细胞和DNA甲基化；以及开放。 染色质是一种分析方法，它是一种强大的新策略，可以用来重新鉴定细胞类型和特定的表观基因组。 景观存在于各种不同的生物组织中。同时，这些生物策略具有独一无二的优势，可以实现对细胞的全面识别-- 类型和特定的调控元件是指控制复杂组织中基因和表达模式的基因和表达模式。 它将补充它，并在目前由美国国立卫生研究院支持的人类大脑发育计划的基础上继续努力，以便更好地生产表观基因组DNA细胞。 阿特拉斯研究了正在老化的小鼠的大脑，使其处于最高的单细胞水平。包括单细胞DNA和甲基组，以及染色质的可及性。 我们将继续生成数据，以便能够识别大脑中存在的各种细胞类型和特定的细胞类型以及特定的监管因素。 在中年(9个月大)和中年(18个月大)的小鼠中，中老年小鼠的大脑和大脑中的蛋白质受到热量的影响。 限制。将不会通过与单细胞的比较来识别与衰老相关的表观基因组的签名。 表观基因组数据是从两只年轻的小鼠身上产生的，这些小鼠是由BICCN和U19研究中心为小鼠提供的表观基因组学研究中心产生的。 脑基因组图谱(CEMBA)。通过一代人的研究，建立了一个全面的基于表观基因组的脑细胞和参考图谱。 正在老化的小鼠和大脑，以及拟议的全球研究中心，将为未来的老龄化研究领域提供宝贵的医疗资源。

PROJECT SUMMARY  Brain  cells  exhibit  profound  molecular  and  cellular  changes  during  aging.  Epigenomic  marks  such  as  DNA  methylation are associated  with age  in  multiple human  tissues,  suggesting an  alteration  of  transcriptional  regulation during aging.  However,  age-­associated  epigenomic  signatures  have  not  been determined  with  cell-­ type  specificity  in  the  brain.  Single-­cell  epigenomic  strategies,  such  as  single-­cell  DNA  methylation  and  open  chromatin  profiling  assays,  are  powerful  strategies  for  de  novo  identification  of  cell-­type  specific  epigenome  landscapes in heterogeneous tissues. At the same time, these strategies uniquely allow the identification of cell-­ type specific regulatory elements that control gene expression patterns in complex tissues. The proposed project  will  complement  and  build  upon  current  NIH-­supported  BRAIN  Initiative  efforts  to  produce  an  epigenomic  cell  atlas  of  the  aging  mouse brain  at  the  single-­cell  level.   Single-­cell  DNA  methylome  and  chromatin accessibility  data will be generated to allow identification of cell types and cell-­type specific regulatory elements in the brains  of  middle-­aged  (9  month  old)  and  aged  (18  month  old)  mice,  and  in  brains  of  aged  mice  subject  to  caloric  restriction.  Aging-­associated  epigenomic  signatures  will  be  identified  through  comparison  to  single-­cell  epigenomic data generated from young mice generated by a BICCN U19 Center for Epigenomics of the Mouse  Brain Atlas  (CEMBA).  Through  generation of a  comprehensive epigenome-­based brain  cell  reference atlas  of  the aging mouse brain, the proposed research will provide invaluable resources for the aging-­research field.