Transcriptional regulatory networks govering placental development.

控制胎盘发育的转录调控网络。

• 批准号: 10406355
• 负责人: Geetu Tuteja
• 金额: $ 29.87万
• 依托单位: IOWA STATE UNIVERSITY
• 依托单位国家: 美国
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 美国
• 起止时间: 2018-08-24 至 2024-05-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://reporter.nih.gov/project-details/10406355
• 关键词: ATAC-seq; Adult; Binding; Binding Sites; Biological Assay; Cell Line; Cells; Cessation of life; ChIP-seq; Complex; Computer Analysis; Data; Decidua; Development; Disease; Early Diagnosis; Early treatment; Embryo; Enhancers; Ensure; Fetal Growth Retardation; Fetus; Gene Abnormality; Gene Expression; Genes; Genetic; Genetic Transcription; Genomic DNA; Genomics; Goals; Growth; Human; Knowledge; Lead; Metabolic; Methods; Mission; Mothers; Mus; National Institute of Child Health and Human Development; Nucleic Acid Regulatory Sequences; Nutrient; Outcome; Pathogenesis; Pathology; Pathway interactions; Placenta; Placenta Diseases; Placentation; Pre-Eclampsia; Pregnancy; Pregnancy Complications; Pregnancy Outcome; Process; Public Health; Publishing; Regulation; Reporter; Research; Small Interfering RNA; Syncytiotrophoblast; Testing; Therapeutic Intervention; Time; Tissues; Variant; Work; adverse pregnancy outcome; base; biomarker development; cell motility; computerized tools; computing resources; early onset; genome-wide; genomic RNA; innovation; knock-down; knockout gene; member; migration; neonatal death; novel marker; novel therapeutic intervention; prevent; spatiotemporal; stillbirth; tool; transcription factor; transcription regulatory network; transcriptome sequencing; trophoblast

Abnormal  gene  expression  during  early  placental  development  has  been  associated  with  adverse  pregnancy  outcomes.  However,  the  transcriptional  regulatory  networks  underlying  normal  placental  development,  includ-­ ing  the  transcription  factors,  the  enhancers  they  bind  to,  and  the  genes  they  regulate,  are  unknown.  Until  this  fundamental gap is filled, the variants in genomic DNA that cause aberrant gene expression and lead to preg-­ nancy complications cannot be understood. The applicant’s long-­term goal is to identify global mechanisms by  which transcription factors and enhancers work together to regulate placental development. The overall objec-­ tive of this application is to define and characterize transcriptional regulatory networks for processes that occur  during three critical time points of mouse placental development (embryonic days 7.5, 8.5, and 9.5), prior to the  formation of the mature placenta. The central hypothesis, based on published and preliminary data, is that time  point-­specific  transcriptional  regulatory  networks  regulate  distinct  processes  during  early  placental  develop-­ ment,  and  that  disruption  of  transcription  factors  or  enhancers  central  to  these  networks  leads  to  abnormal  trophoblast gene expression. The rationale for the proposed research is that understanding the regulatory net-­ works underlying early placental development will enable early detection and treatment of placental disorders.  The  central  hypothesis  will  be  tested  using  three  specific  aims:  (1)  to  define  process-­specific  transcriptional  regulatory  networks  during  early  placental  development;;  (2)  to  determine  the  mechanisms  by  which  key  TF-­ enhancer pairs regulate gene expression in mouse trophoblast subtypes;; and (3) to determine the relationship  between  cis-­regulation  in  mouse  and  human  trophoblasts.  To  execute  these  aims,  we  will  use  an  integrated  approach,  combining  experimental  genomics  (RNA-­Seq,  ChIP-­Seq,  and  ATAC-­Seq),  computational  analysis  (e.g.  co-­expression  analysis,  enhancer  module  analysis,  and  binding  site  predictions),  and  functional  assays  (e.g. ChIP, reporter assays, and siRNA knockdown). Each aim is supported by a strong scientific premise and  preliminary data, and each method has been established either in the applicant’s lab or in the lab of a member  of  the  research  team.  Completion  of  this  project  will result  in  a  global  understanding  of the  transcriptional  net-­ works  regulating  early  placental  development,  and  in  an  understanding  of  the  mechanisms  by  which  key  TF-­ enhancer pairs regulate gene expression in mouse and human trophoblast cells. The research proposed in this  application  is  innovative,  in  the  applicant’s  opinion,  because  it  represents  a  new  and  substantive  departure  from  the  status  quo  by  shifting  focus  to  genome-­scale  identification  and  characterization  of  TF-­enhancer  net-­ works that regulate specific processes during placental development. This contribution is significant because it  will  provide  a  new  understanding  of  normal  placental  development,  ultimately  leading  to  the  development  of  novel therapeutic interventions for placenta-­associated disorders.

胎盘发育早期基因表达异常与不良妊娠有关 然而，正常胎盘发育的转录调控网络，包括： 转录因子、它们所结合的增强子以及它们所调控的基因都是未知的。在填补这一基本空白之前，基因组DNA中引起异常基因表达并导致妊娠的变异体， 申请人的长期目标是通过以下方式确定全球机制： 这些转录因子和增强子共同调节胎盘的发育。 本申请的目的是定义和表征转录调控网络，用于发生在细胞中的过程， 在小鼠胎盘发育的三个关键时间点（胚胎第7.5、8.5和9.5天）期间， 成熟胎盘的形成。基于已发表的和初步的数据，中心假设是， 点特异性转录调控网络调控胎盘早期发育的不同过程 这些网络的核心转录因子或增强子的破坏会导致异常的 滋养层基因表达。拟议的研究的基本原理是， 早期胎盘发育的基础工作将使胎盘疾病的早期检测和治疗成为可能。 中心假设将使用三个具体目标进行测试：（1）定义过程特异性转录 胎盘早期发育过程中的调节网络; 2）确定关键TF-1表达的机制， 增强子对调节小鼠滋养层亚型中的基因表达;（3）确定 为了实现这些目标，我们将使用一种整合的方法， 方法，结合实验基因组学（RNA-测序，ChIP-测序和ATAC-测序），计算分析 (e.g.共表达分析、增强子模块分析和结合位点预测）和功能测定 (e.g. ChIP、报告基因测定和siRNA敲除）。每个目标都有强大的科学前提支持， 初步数据，并且每种方法都已在申请人的实验室或成员的实验室中建立 该项目的完成将导致对转录网络的全面理解。 调节早期胎盘发育，并了解关键的TF-1受体表达的机制。 增强子对调节小鼠和人类滋养层细胞的基因表达。 申请人认为，申请是创新的，因为它代表了一种新的实质性的出发点 通过将焦点从现状转移到基因组规模的TF-10增强子网络的鉴定和表征， 在胎盘发育过程中调节特定过程。这一贡献是重要的，因为它 将为正常胎盘发育提供新的认识，最终导致 胎盘-胎盘相关疾病的新治疗干预。

项目成果

PlacentaCellEnrich: A tool to characterize gene sets using placenta cell-specific gene enrichment analysis.

• DOI: 10.1016/j.placenta.2020.10.029
• 发表时间: 2021-01-01
• 期刊: Placenta
• 影响因子: 3.8
• 作者: Jain A;Tuteja G
• 通讯作者: Tuteja G

Unsupervised Contrastive Peak Caller for ATAC-seq.

用于 ATAC-seq 的无监督对比峰值调用器。

• DOI: 10.1101/2023.01.07.523108
• 发表时间: 2023
• 期刊: bioRxiv : the preprint server for biology
• 作者: Vu,HaTH;Zhang,Yudi;Tuteja,Geetu;Dorman,Karin
• 通讯作者: Dorman,Karin

Identifying novel regulators of placental development using time-series transcriptome data.

• DOI: 10.26508/lsa.202201788
• 发表时间: 2023-02
• 期刊: Life science alliance
• 影响因子: 4.4

The impact of bisphenol A on the placenta†.

• DOI: 10.1093/biolre/ioac001
• 发表时间: 2022-05-17
• 期刊: BIOLOGY OF REPRODUCTION
• 影响因子: 3.6
• 作者: Adu-Gyamfi, Enoch Appiah;Rosenfeld, Cheryl S.;Tuteja, Geetu
• 通讯作者: Tuteja, Geetu

The product of BMP-directed differentiation protocols for human primed pluripotent stem cells is placental trophoblast and not amnion.

• DOI: 10.1016/j.stemcr.2022.04.014
• 发表时间: 2022-06-14
• 期刊: STEM CELL REPORTS
• 影响因子: 5.9
• 作者: Seetharam, Arun S.;Vu, Ha T. H.;Choi, Sehee;Khan, Teka;Sheridan, Megan A.;Ezashi, Toshihiko;Roberts, R. Michael;Tuteja, Geetu
• 通讯作者: Tuteja, Geetu