课题基金 / 基金详情

新型CRISPR筛选平台的搭建及其在基因功能与染色质调控研究中的应用

批准号:
31930016
项目类别:
重点项目
资助金额:
298.0 万元
负责人:
魏文胜
依托单位:
学科分类:
表观遗传调控
结题年份:
2024
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
魏文胜

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
基因组计划完成后,系统性的阐明基因在生理、病理过程中的功能成为生物学研究的重要问题。近年来兴起的CRISPR筛选技术能够从全基因组范围内对基因进行敲除或者激活,从而为这一科学问题提供了强大的手段。目前的CRISPR筛选技术由于其工作原理的限制,还需要进一步提高准确率,提高其适用范围。鉴此,我们拟在前期成功搭建于高通量基因筛选平台(Nature 2014,Nat Biotechnol 2016, Nat Biotechnol 2018)的基础上,结合生物信息学手段,建立一整套适用于染色质-基因-基因关键位点的新型高通量功能性筛选技术,并应用于鉴定关键染色体结构调控序列、发现细胞生存和增殖关键基因、构建药物靶点基因的高分辨率功能性图谱等研究,以期从系统水平发现特定条件下的基因及调控元件的功能,并为相关研究提供技术平台。
英文摘要
Beyond genome sequencing, systematically decoding gene function in a specific physiological or pathological process is one of the overarching themes in biological research. Recently developed CRISPR screen enables genome-wide knockout or activation of genes, offering unprecedented opportunities for functional genomics studies. However, current CRISPR screen falls short of precision and sensitivity due to the nature of CRISPR knockout that may give rise to cellular toxicity. Moreover, CRISPR screen is laborious and largely confined to coding genes. In the current research, we propose to develop novel CRISPR screen strategies that are capable of decoding gene functions and functional elements, even in a single-base resolution. By harnessing these methodologies, we set out to identify functional elements that modulate chromosome structure, interrogate genes that are important for cell survival or proliferation, and fine-map drug target genes. As such, we will obtain functional big data for deciphering gene function and provide novel platforms for functional genomics.
基因组编辑技术具有高效、准确修改生物体遗传信息的能力,在生命医学各领域展示出革命性的应用潜力。充分利用基因编辑工具并结合生物信息学,构建可靠、高效的高通量筛选工具,从系统层面研究编码/非编码基因功能及染色质结构调控的机制,更精确获取基因表型,将有助于推动基因组学的进一步发展。为此,我们在研究工作中建立并优化了一系列新型高通量功能性筛选方法,主要包括:1)建立了基于碱基编辑器的筛选体系。为原代细胞、类器官或模式动物体内等复杂生物模型的高通量筛选提供了更优的选择。2)开展了染色质相互作用区域的高通量筛选。并首次揭示了非编码调控元件增强子在稳定染色质三维结构中的重要性;无任何表观遗传信号的非编码位点能够稳定染色质三维结构并维持细胞存活。这些发现对染色体的调控机制提供了新的见解。3)建立了单氨基酸分辨率的基因图谱的方法学。并系统鉴定了影响细胞增殖的参与蛋白翻译后修饰关键氨基酸,发现了一系列参与细胞增殖的基因及关键氨基酸位点。4)对关键的病毒相关宿主因子和肿瘤免疫逃逸关键靶点做了全面解析。通过以上的研究,建立了一整套染色质-基因-基因关键位点的高通量功能性筛选技术,并获得了细胞的生存/增殖所必须的编码基因及关键氨基酸位点、关键的染色体相互作用位点的功能性大数据。综上所述,该项目完成了既定的研究目标和计划,项目实施所产生的研究成果,包括高通量功能性筛选平台建立及应用,将促进生物医学相关领域的发展。
真核基因定点编辑技术优化和基于高通量基因敲除文库搭建的功能性筛选平台在生物医学研究上的应用
  • 批准号:
    31430025
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    338.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    魏文胜
  • 依托单位:
艰难梭菌毒素B(TcdB)受体蛋白的筛选及功能鉴定
  • 批准号:
    81471909
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    72.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    魏文胜
  • 依托单位:
自噬通路在艰难梭菌毒素杀伤宿主细胞过程中的作用探究
  • 批准号:
    31170126
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    魏文胜
  • 依托单位:
Wnt信号通路中的蛋白分子在病菌毒素侵染过程中的功能研究
  • 批准号:
    31070115
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    33.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    魏文胜
  • 依托单位:
国内基金
海外基金