骨质疏松症易感区域1p36.12非编码SNP通过增强子远程调控靶基因的机制研究

批准号:
31771399
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
郭燕
依托单位:
学科分类:
C0604.表型、行为与疾病的遗传学基础
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
董珊珊、薛梅、闫菡、朱东丽、陈晓峰、郝若涵、杨熳、段媛媛
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中文摘要
全基因组关联研究(GWAS)发现的疾病易感SNP位点90%以上位于非蛋白编码区,破解从非编码SNP到靶标基因到疾病的内在关系是当前研究的关键和难点。1p36.12是国际大规模GWAS报道的第一个白人骨质疏松易感区域,申请人在中国人中也验证到显著关联,然而,该区域的易感SNP多位于基因间隔区,功能机制至今未知。我们前期研究提示,该易感SNP区域可作为增强子远程调控长链非编码RNA(LINC00339)的表达。本项目拟在此基础上,通过整合各类表观调控、基因表达和三维基因组数据,对1p36.12上易感SNP进行系统生物信息学分析,并结合双荧光报告系统、3C、CRISPR/Cas9等各类功能学实验在细胞和小鼠上验证,同时研究LINC00339对其Cis调控的骨代谢重要基因CDC42的作用机制,旨在深入解析“非编码易感SNP—疾病”的远程调控模式。研究结果可为疾病精准医疗和药物开发提供潜在有效靶标。
英文摘要
Since more than 90% SNPs identified by genome-wide association studies (GWAS) are located in non-coding regions, it becomes difficult and important to discover the underlying mechanism of non-coding SNPs - target genes - diseases. 1p36.12 is a susceptibility locus firstly identified by large-scale GWAS on osteoporosis in white population. We have also validated the significant associations in Chinese population. However, most susceptibility SNPs in this locus are in intergenic region, the function of these SNPs remains unknown. Our preliminary study have shown that, SNPs in 1p36.12 could act as enhancer to regulate a long non-coding RNA (LINC00339) through long-range loop formation. Based on these work, we propose our plan: first, we will conduct a comprehensive bioinformatics analyses on susceptibility SNPs in 1p36.12 through integrating multiple epigenomic regulatory data, gene expression data, and three-dimension genomic data. Second, we will validate the results by conducting various functional experiments in cellular and mouse model, such as luciferase assay, chromosome conformation capture (3C), CRISPR/Cas9, and so on. Finally, we will investigate the relationship between LINC00339 and its target gene CDC42, which is an important gene involved in bone metabolism. Our aim is to identify the long-range regulation pattern of “non-coding susceptibility SNPs – disease”. The completion of this project will provide potential effective target for precision medicine and drug development.
GWAS研究发现1p36.12是骨质疏松的重要易感区,但该区域的易感位点均位于基因组非编码区,真正的功能性易感位点及分子调控机制未知。本项目通过整合基因组、转录组、表观组合三维基因组数据,进行系统生信息学分析,并开展多种功能实验验证,致力于破译“非编码易感SNP-骨质疏松”的远程调控机制。我们成功鉴定出1个功能性易感SNP(rs6426749),作为等位基因特异型增强子(rs6426749-G),结合转录因子TFAP2A,激活增强子元件活性,与长链非编码RNA基因LINC00339的启动子形成染色质远程互作,来增强LINC00339的表达,CTCF蛋白在远距离成环过程中发挥重要作用。进一步研究发现,LINC00339主要表达在细胞质中,会抑制成骨细胞分化。我们发现,LINC00339作为支架,可招募蛋白PARP1,对骨质疏松的重要明星基因CDC42具有负调控效应。综上,本研究完整解析了一个“非编码易感SNP-LINC00339-CDC42-骨质疏松症”的远程调控新模型,证明了非编码区易感SNP对于骨质疏松症发病机制的重要调控作用,可为骨质疏松的精准医疗和药靶开发提供潜在有效靶标。同时,本项目的研究模式也可为其它复杂疾病非编码区易感SNP功能研究提供研究参考和有效手段。在本项目的支持下,现已发表 SCI 收录论文 11篇,其中第一标注的 SCI 收录论文4篇,包括遗传学领域权威期刊American Journal of Human Genetics和内分泌领域顶尖期刊Nature Reviews Endocrinology,中文核心期刊2篇,授权发明专利1项。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:--
发表时间:--
期刊:Nature Reviews Endocrinology
影响因子:40.5
作者:Yang TL;Shen H;Liu A;Dong SS;Zhang L;Deng FY;Zhao Q;Deng HW
通讯作者:Deng HW
DOI:--
发表时间:2020
期刊:现代预防医 学
影响因子:--
作者:冯俊铖;丁景苗;张堃;董珊珊;刘晓刚;郭燕
通讯作者:郭燕
DOI:10.1210/clinem/dgz270
发表时间:2019-12
期刊:The Journal of clinical endocrinology and metabolism
影响因子:--
作者:M. Li;S. Yao;Yuan-Yuan Duan-Yuan;Yu-Jie Zhang;Yan Guo;Hui-Min Niu;Shanshan Dong;Y. Qiu;Tie-Lin Yang
通讯作者:M. Li;S. Yao;Yuan-Yuan Duan-Yuan;Yu-Jie Zhang;Yan Guo;Hui-Min Niu;Shanshan Dong;Y. Qiu;Tie-Lin Yang
Detecting epistasis within chromatin regulatory circuitry reveals CAND2 as a novel susceptibility gene for obesity.
检测染色质调节回路内的上位性揭示 CAND2 是一种新型肥胖易感基因
DOI:10.1038/s41366-018-0069-2
发表时间:2019-03
期刊:International journal of obesity (2005)
影响因子:--
作者:Dong SS;Yao S;Chen YX;Guo Y;Zhang YJ;Niu HM;Hao RH;Shen H;Tian Q;Deng HW;Yang TL
通讯作者:Yang TL
DOI:--
发表时间:2020
期刊:遗传
影响因子:--
作者:妥晓梅;朱东丽;陈晓峰;荣誉;郭燕;杨铁林
通讯作者:杨铁林
染色质环挤压介导肥胖易感SNP上位效应激活条件性增强子调控NOTCH4基因表达的机制研究
- 批准号:32370653
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:50万元
- 批准年份:2023
- 负责人:郭燕
- 依托单位:
MSCs成骨分化中动态重塑染色质三维结构劫持增强子对骨质疏松易感基因SCMH1的调控机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:55万元
- 批准年份:2021
- 负责人:郭燕
- 依托单位:
基于超级增强子图谱和三维基因组构建骨质疏松症的核心转录调控环路并解析关键调控因子分子机制
- 批准号:31970569
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:郭燕
- 依托单位:
基于GWAS遗传信息构建生物分子互作网络鉴定中国人群骨质疏松症易感基因
- 批准号:31471188
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:85.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:郭燕
- 依托单位:
PTH和IL21R基因多态性与骨质疏松症的遗传关联研究
- 批准号:81000363
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:20.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:郭燕
- 依托单位:
国内基金
海外基金
