利用全基因组CRISPRi/a筛选系统性鉴定lncRNA对人类神经元分化、存活及神经突生长的影响
批准号:
32100766
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
田瑞琳
依托单位:
学科分类:
分子与细胞神经生物学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
田瑞琳
中文摘要
人类神经系统中存在大量特异性表达的长链非编码RNA(lncRNA)。已有研究表明lncRNA对于人类神经系统的发育和正常生理功能起着至关重要的作用。然而,绝大部分lncRNA在神经系统中的具体功能尚不清楚。虽然已有众多转录组学研究揭示出lncRNA表达水平的信息,但是对于lncRNA在人类神经系统中的功能目前尚无系统性研究。申请人前期工作将CRISPRi/a基因表达干扰系统与人类诱导多能干细胞(iPSC)神经分化技术相结合,开发出了在人类神经元中进行全基因组水平基因功能研究的平台。本课题将利用这一遗传筛选平台,系统性地研究神经元特异的lncRNA对于神经元分化、存活以及神经突生长的影响,初步绘制lncRNA在人类神经元中的功能图谱。对于鉴定出的关键lncRNA,我们将深入阐述其分子细胞生物学机制。本研究将对系统性研究lncRNA在神经系统及其他组织细胞类型中的功能提供新的思路。
英文摘要
A large number of long non-coding RNAs (lncRNAs) are specifically expressed in the human nervous system. Previous studies have revealed that lncRNAs can play pivotal roles in regulating the development and normal physiological function of the nervous system. However, functions of the vast majority lncRNAs are still unknown. Although a number of transcriptome studies have identified expression changes of lncRNAs under different conditions, systematic functional study of lncRNA in the human nervous system is still lacking. We have previously developed a genetic screen platform in human neurons by combining CRISPRi/a-based genetic perturbation tools with human iPSC neuronal differentiation methods. This platform allows us to systematically study gene function in human neurons on a genome-wide scale. In this study, we propose to apply this screening platform to systematically study the effects of neuronal-specific lncRNA on neuronal differentiation, neuronal survival and neurite outgrowth, resulting in a preliminary functional landscape of lncRNAs in human neurons. We will also elucidate the cellular and molecular mechanisms of key lncRNAs identified above. This study will provide a new paradigm for the study of lncRNA function in the nervous system and other tissue/cell types.
长链非编码RNA(long non-coding RNA, lncRNA)是一类长度大于200bp的非编码RNA,具有细胞和组织特异性。已知约40%的lncRNA基因在人类神经系统中特异性表达,然而,尽管lncRNA在神经系统中数量庞大,其大部分功能仍未被揭示。本课题利用人类诱导性多能干细胞(iPSC)分化为神经元模型,结合大规模CRISPR干扰(CRISPRi)筛选技术,系统性地研究神经元特异性lncRNA在神经元存活中的调控作用。本研究首次探索了这些lncRNA在神经元存活过程中的功能,并初步绘制了lncRNA在人体神经元中的功能图谱。研究中,我们通过RNA测序技术鉴定了iPSC分化为神经元过程中,特异性表达的lncRNA。基于此,构建了靶向这些lncRNA的sgRNA文库,并利用CRISPRi技术对其进行高通量筛选,成功筛选出一批对神经元存活具有重要影响的lncRNA。我们对这些关键lncRNA进行了实验验证,并进一步证实了其在神经元存活过程中的关键作用。本研究的科学意义在于:1) 揭示了神经元特异性lncRNA在神经元存活中的重要作用,填补了神经系统中lncRNA功能研究的空白;2) 提供了一种新的大规模筛选策略,为系统性研究lncRNA在神经发育、神经退行性疾病等领域的功能提供了强有力的技术支持;3) 为未来神经系统相关疾病的早期诊断和治疗提供了潜在的分子靶点,具有重要的基础研究价值和应用前景。
新型干细胞与高通量CRISPR筛选技术在神经退行性疾病中的开发与应用
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:100.0万元
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批准年份:2023
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负责人:田瑞琳
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依托单位:
利用全基因组CRISPRi/a筛选系统性鉴定lncRNA对人类神经元分化、存活及神经突生长的影响
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批准号:82171416
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:30万元
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批准年份:2021
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负责人:田瑞琳
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依托单位:
利用全基因组CRISPRi/a筛选研究神经退行性疾病的选择性易感机制
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批准号:--
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项目类别:--
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资助金额:55万元
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批准年份:2021
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负责人:田瑞琳
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依托单位:
国内基金
海外基金