آنالیزهای ترانسکریپتوم سلول های بنیادی پرتوان القایی انسانی از نظر ژنتیکی مطابق دیزومی و تریزومی برای کروموزوم 21
تاریخ انتشار: جمعه 24 فروردین 1397
| امتیاز:
تریزومی کروزموزوم 21، عامل ژنتیکی سندرم داون، پتانسیل تغییر بیان ژن ها روی کروموزوم 21 و هم چنین تغییر جایگاه ها در سراسر ژنوم را دارد. این تغییرات ترانسکریپتوم احتمالا به فنوتیپ بالینی سندرم داون بستگی دارد. برای آنالیز عمقی تغییرات ترانسکریپتوم ناشی از تریزومی کروموزوم 21، با استفاده از سلول های بنیادی پرتوان القایی(iPSCs) مشتق از یک فرد مبتلا به سندرم داون، از RNA-seq استفاده کردیم. این سلول ها در اصل بوسیله لی و همکارانش تولید شده بودند که به صورت ژنتیکی کروموزوم 21 را دز iPSCهای تریزومی هدف قرار داده ودند و اجازه انتخاب کلون های iPSC مشابه را داده بودند. آنالیزها روی جفت سلول های تریزومی/دیزومی نگهداری شده به صورت iPSC یا تمایز یافته به کشت های عصبی قشری صورت گرفت. علاوه بر شناسایی سطح بیان ژن، ما الگوهای ویرایش RNA آدنوزین به انوزین، پردازش جایگزین و بیان عناصر تکراری و ابعاد ترانسکریپتوم که به صورت قابل توجهی در مفهوم سندرم داون مشخص نیست را بررسی کردیم. ما تغییرات قابل توجهی در تجمع رونوشت مربوط به تریزومی کروموزوم 21 و هم چنین تغییرات در پردازش جایگزین و رونوشت های عناصر تکراری را شناسایی کردیم. به طور غیر قابل انتظار، iPSCهای تریزومی که ما شناسایی کردیم سطوح بالاتری از رونوشت های عصبی را در مقایسه با iPSCهای دیزومی کنترل بیان کردند و به آسانی به نورون های قشری تمایز یافتند که مخالف مطالعه دیگری بود که پیش از این گزارش شده بود. مقایسه داده های ترانسکریپتوم ما با مطالعات مشابه iPSCهای تریزومی نشان می دهد که تریزومی کروموزوم 21 ممکن نیست که ذاتا تمایز نورونی را محدود کند اما در عوض ممکن است با حفظ پرتوانی تداخل ایجاد کند.
PLoS One. 2018 Mar 27;13(3):e0194581. doi: 10.1371/journal.pone.0194581. eCollection 2018.
Transcriptome analysis of genetically matched human induced pluripotent stem cells disomic or trisomic for chromosome 21.
Gonzales PK1,2, Roberts CM1,2, Fonte V1,2, Jacobsen C2, Stein GH1,3, Link CD1,2.
Abstract
Trisomy of chromosome 21, the genetic cause of Down syndrome, has the potential to alter expression of genes on chromosome 21, as well as other locations throughout the genome. These transcriptome changes are likely to underlie the Down syndrome clinical phenotypes. We have employed RNA-seq to undertake an in-depth analysis of transcriptome changes resulting from trisomy of chromosome 21, using induced pluripotent stem cells (iPSCs) derived from a single individual with Down syndrome. These cells were originally derived by Li et al, who genetically targeted chromosome 21 in trisomic iPSCs, allowing selection of disomic sibling iPSC clones. Analyses were conducted on trisomic/disomic cell pairs maintained as iPSCs or differentiated into cortical neuronal cultures. In addition to characterization of gene expression levels, we have also investigated patterns of RNA adenosine-to-inosine editing, alternative splicing, and repetitive element expression, aspects of the transcriptome that have not been significantly characterized in the context of Down syndrome. We identified significant changes in transcript accumulation associated with chromosome 21 trisomy, as well as changes in alternative splicing and repetitive element transcripts. Unexpectedly, the trisomic iPSCs we characterized expressed higher levels of neuronal transcripts than control disomic iPSCs, and readily differentiated into cortical neurons, in contrast to another reported study. Comparison of our transcriptome data with similar studies of trisomic iPSCs suggests that trisomy of chromosome 21 may not intrinsically limit neuronal differentiation, but instead may interfere with the maintenance of pluripotency.
PMID: 29584757