تغییرات مولکولی و عملکردی در نورون های حسی مشتق از iPSCها
تاریخ انتشار: شنبه 25 آذر 1396
| امتیاز:
سلول های بنیادی پرتوان القایی(iPSCs)، و سلول های مشتق از آن ها، ابزارهای کلیدی برای مدل سازی فرایندهای زیستی بویژه در انواع سلول هایی هستند که بدست آوردن آن از اهداکننده های زنده مشکل است. در این جا ما نقشه ای از واریته های تنظیمی در نورون های مشتق از iPSCها را بر مبنای 123 تمایز iPSCها به سرنوشت نورون های حسی ارائه کرده ایم. بیان ژن، بویژه برای ژن های مرتبط با تکوین سیستم عصبی، در بین کشت ها در مقایسه با گانگلیون های ریشه خلفی اولیه، متغیرتر بود. با استفاده از توالی یابی RNA تک سلولی، ما دریافتیم که تعداد سلول های عصبی در مقایسه با سلول های آلوده کننده بوسیله شرایط کشت iPSCها بویژه قبل از تمایز تحت تاثیر قرار می گیرد. برخلاف تغییرات بالایی ناشی از تمایز، روش خاص آلل ما هزاران لوکوس رفتاری کمی(QTLs) را تشخیص داد که بیان ژن، در دسترس بودن کروماتیم و پردازش RNA را تحت تاثیر قرار می دهد. برمبنای این QTLهای تشخیص داده شده، ما بر مبنای مطالعاتی که از سلول های مشتق از iPSC استفاده کرده اند تخمین می زنیم که حداقل به سلول های 20 تا 80 فرد برای تشخیص اثرات واریته های تنظیمی با اندازه اثر تقریبا بزرگ نیاز است.
Nat Genet. 2017 Dec 11. doi: 10.1038/s41588-017-0005-8. [Epub ahead of print]
Molecular and functional variation in iPSC-derived sensory neurons.
Schwartzentruber J1,2, Foskolou S3, Kilpinen H4, Rodrigues J5, Alasoo K5, Knights AJ5, Patel M5, Goncalves A5, Ferreira R3, Benn CL3, Wilbrey A3, Bictash M3, Impey E3, Cao L3, Lainez S3, Loucif AJ3, Whiting PJ3,6, Gutteridge A7, Gaffney DJ8; HIPSCI Consortium.
Abstract
Induced pluripotent stem cells (iPSCs), and cells derived from them, have become key tools for modeling biological processes, particularly in cell types that are difficult to obtain from living donors. Here we present a map of regulatory variants in iPSC-derived neurons, based on 123 differentiations of iPSCs to a sensory neuronal fate. Gene expression was more variable across cultures than in primary dorsal root ganglion, particularly for genes related to nervous system development. Using single-cell RNA-sequencing, we found that the number of neuronal versus contaminating cells was influenced by iPSC culture conditions before differentiation. Despite high differentiation-induced variability, our allele-specific method detected thousands of quantitative trait loci (QTLs) that influenced gene expression, chromatin accessibility, and RNA splicing. On the basis of these detected QTLs, we estimate that recall-by-genotype studies that use iPSC-derived cells will require cells from at least 20-80 individuals to detect the effects of regulatory variants with moderately large effect sizes.
PMID: 29229984