Novel gene discovery in zebra finches

斑胸草雀的新基因发现

基本信息

  • 批准号:
    9173458
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 22.83万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2015
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2015-12-01 至 2019-11-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

 DESCRIPTION (provided by applicant): The availability of NIH/NHGRI-funded high quality genomes for non-human vertebrates, including avian species like the zebra finch and chicken, has made it possible to search for genomic features that are associated with traits whose mechanisms cannot be investigated in humans, thus requiring experimental model organisms. The study of some complex learned behaviors and their associated brain circuits illustrate well this point. We propose here a set of exploratory analyses in the zebra finch, a songbird, in order to elucidate the genomic basis of vocal learning, a complex behavioral trait that is a prerequisite for speech and language acquisition in humans. Zebra finches have emerged as the premier model organism for investigating the biological basis of vocal learning. In fact, no other organism, including rodents and non-human primates, provides a comparable experimental platform that allows investigators to relate neural and genomic features to a learned vocal behavior with close ties to human speech. Recent studies have revealed remarkable convergent molecular specializations in brain circuits for vocal control in songbirds and humans, pointing to a set of shared molecular requirements for birdsong and human speech learning. Such findings have broad implications for understanding genetic mechanisms that may underlie a variety of human communication impairments and disorders. Here we propose to implement a novel computational search algorithm that is designed to discover novel and duplicated genes in the genome of the zebra finch that are absent in a closely related vocal non-learning species (manakin), and thus possibly related to vocal learning. We anticipate that this exploratory effort will identify ~100 novel genes in zebra finches. To further test for a possible link to vocal learning, we will examine the occurrance of the identified genes in multiple other vocal learner birds whose genomes are now also available. An exploratory expression analysis will attempt to link the novel genes to specific brain cell types associated with vocal learning, as well as with other songbird traits of relevance to human health, including adult neurogenesis, brain dimorphisms and sex steroid action, and sleep modulation of learning. We will also explore whether expansions of functional protein domains in the novel genes are present in other avian vocal learner species, as well as in humans. If found in the latter, such features could potentiall be used in future studies of genetic correlates of speech proficiency and disorders. The outcomes will also guide future mechanistic studies to establish causal links between specific genes and vocal learning. Lastly, our intent is to implement a computational search algorithm of broad applicability that can be utilized for novel gene searches and genome curations in any target species of interest; such an algorithm should therefore be of broad use, particularly for analysis of recently assembled genomes that have low quality or no annotations.
 描述(由适用提供):非人类脊椎动物的NIH/NHGRI资助的高质量基因组的可用性,包括诸如Zebra Fine和Chicky的禽类物种,使得可以搜索与人类无法研究的特征相关的基因组特征,从而需要实验模型生物体。对一些复杂的学习行为及其相关的大脑电路的研究很好地说明了这一点。我们在这里提出了一组Zebra Fine中的探索性分析,以阐明声带学习的基因组基础,这是一种复杂的行为特征,是一种先决条件 用于人类的言语和语言获取。斑马精炼已成为研究声乐学习生物学基础的主要模型有机体。实际上,没有其他有机体(包括啮齿动物和非人类隐私)提供了一个可比的实验平台,该平台使研究人员能够将神经和基因组特征与学习的声音行为联系起来,并与人类的言语紧密联系。最近的研究揭示了在歌手和人类中进行声乐控制的脑电路中的显着收敛分子专业,指出了一系列对鸟鸣和人类言语学习的共享分子要求。这种发现对理解遗传机制具有广泛的影响,这些遗传机制可能是各种人类交流障碍和疾病的基础。在这里,我们建议实施一种新型的计算搜索算法,该算法旨在发现斑马细胞基因组中的新颖和重复的基因,这些基因在紧密相关的声音非学习物种(Manakin)中不存在,因此可能与声音学习有关。我们预计这种探索性工作将确定斑马罚款中约有100个新基因。为了进一步测试与声带学习的可能链接,我们将研究其他多种人声学习者鸟类中鉴定的基因的发生,这些鸟类现在也可以使用。探索性表达分析将试图将新型基因与与人声学习相关的特定脑细胞类型以及与人类健康相关的其他歌手特征,包括成人神经发生,大脑二态性和性别立体声动作以及学习的睡眠调节。我们还将探讨新基因中功能蛋白结构域的扩展是否存在于其他禽类人声学习者以及人类中。如果在后者中发现,则可以将这种特征用于言语水平和疾病的遗传相关性的未来研究。结果还将指导未来的机械研究,以在特定基因与声音学习之间建立严重的联系。最后,我们的目的是实施广泛适用性的计算搜索算法,该算法可用于任何目标物种中的新基因搜索和基因组策展;因此,这种算法应该广泛使用,特别是用于分析质量低或没有注释的最近组装的基因组。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
The constitutive differential transcriptome of a brain circuit for vocal learning.
  • DOI:
    10.1186/s12864-018-4578-0
  • 发表时间:
    2018-04-03
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Lovell PV;Huizinga NA;Friedrich SR;Wirthlin M;Mello CV
  • 通讯作者:
    Mello CV
Avian genomics lends insights into endocrine function in birds.
Correspondence on Lovell et al.: response to Bornelöv et al.
洛弗尔等人的通讯:对博内洛夫等人的回应
  • DOI:
    10.1186/s13059-017-1234-y
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    12.3
  • 作者:
    Lovell,PeterV;Mello,ClaudioV
  • 通讯作者:
    Mello,ClaudioV
Curation of microarray oligonucleotides and corresponding ESTs/cDNAs used for gene expression analysis in zebra finches.
用于斑胸草雀基因表达分析的微阵列寡核苷酸和相应的 EST/cDNA 的管理。
  • DOI:
    10.1186/s13104-018-3402-x
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    Lovell,PeterV;Huizinga,NicoleA;Getachew,Abel;Mees,Brianna;Friedrich,SamanthaR;Wirthlin,Morgan;Mello,ClaudioV
  • 通讯作者:
    Mello,ClaudioV
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Claudio V Mello其他文献

Claudio V Mello的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Claudio V Mello', 18)}}的其他基金

Molecular profiling of the zebra finch brain
斑胸草雀大脑的分子分析
  • 批准号:
    10062755
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 22.83万
  • 项目类别:
Transition Support for ZEBrA, A Gene Expression Brain Atlas of the Zebra Finch
对斑胸草雀基因表达脑图谱 ZEBrA 的过渡支持
  • 批准号:
    9164865
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 22.83万
  • 项目类别:
A Gene Expression Brain Atlas of the Zebra Finch.
斑胸草雀的基因表达脑图谱。
  • 批准号:
    8444464
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 22.83万
  • 项目类别:
A Gene Expression Brain Atlas of the Zebra Finch.
斑胸草雀的基因表达脑图谱。
  • 批准号:
    8245200
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 22.83万
  • 项目类别:
A Gene Expression Brain Atlas of the Zebra Finch.
斑胸草雀的基因表达脑图谱。
  • 批准号:
    8052763
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 22.83万
  • 项目类别:
A Gene Expression Brain Atlas of the Zebra Finch.
斑胸草雀的基因表达脑图谱。
  • 批准号:
    7873564
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 22.83万
  • 项目类别:
Estrogens and Central Auditory Processing of Birdsong
雌激素与鸟鸣的中枢听觉处理
  • 批准号:
    7599287
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 22.83万
  • 项目类别:
Molecular Profiling of Song Nucleus HVC in the Zebra Finch
斑胸草雀宋核 HVC 的分子分析
  • 批准号:
    7626809
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 22.83万
  • 项目类别:
Cellular and Synaptic Physiology of Auditory Processing
听觉处理的细胞和突触生理学
  • 批准号:
    7107951
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 22.83万
  • 项目类别:
Cellular and Synaptic Physiology of Auditory Processing
听觉处理的细胞和突触生理学
  • 批准号:
    6989257
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 22.83万
  • 项目类别:

相似国自然基金

分布式非凸非光滑优化问题的凸松弛及高低阶加速算法研究
  • 批准号:
    12371308
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    43.5 万元
  • 项目类别:
    面上项目
资源受限下集成学习算法设计与硬件实现研究
  • 批准号:
    62372198
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于物理信息神经网络的电磁场快速算法研究
  • 批准号:
    52377005
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目
考虑桩-土-水耦合效应的饱和砂土变形与流动问题的SPH模型与高效算法研究
  • 批准号:
    12302257
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
面向高维不平衡数据的分类集成算法研究
  • 批准号:
    62306119
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Dynamic neural coding of spectro-temporal sound features during free movement
自由运动时谱时声音特征的动态神经编码
  • 批准号:
    10656110
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 22.83万
  • 项目类别:
A computational model for prediction of morphology, patterning, and strength in bone regeneration
用于预测骨再生形态、图案和强度的计算模型
  • 批准号:
    10727940
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 22.83万
  • 项目类别:
Unified, Scalable, and Reproducible Neurostatistical Software
统一、可扩展且可重复的神经统计软件
  • 批准号:
    10725500
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 22.83万
  • 项目类别:
Small Molecule Therapeutics for Sickle Cell Anemia
镰状细胞性贫血的小分子疗法
  • 批准号:
    10601679
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 22.83万
  • 项目类别:
High-resolution cerebral microvascular imaging for characterizing vascular dysfunction in Alzheimer's disease mouse model
高分辨率脑微血管成像用于表征阿尔茨海默病小鼠模型的血管功能障碍
  • 批准号:
    10848559
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 22.83万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了