The Evolution of Gene Regulation and Human Disease

基因调控的进化与人类疾病

基本信息

项目摘要

PROJECT SUMMARY Genetic variants that disrupt the functionality of regulatory sequences, and thereby alter gene expression levels, are major contributors to both evolutionary divergence between species and differences in risk for complex disease among humans. However, due to the complexity of the gene regulatory programs encoded in mammalian genomes and their rapid turnover between species, evaluating the function of non-protein-coding mutations is challenging. This is a major roadblock to tracing the evolution of human-specific biology. In addition, since the majority of disease-associated variants are non-coding, it impairs our ability to map the genetics of complex disease. The long-term mission of my lab is to interpret the complex gene regulatory programs encoded in the human genome and accurately model the effects of genetic mutations to these elements on phenotypes relevant to disease and human evolution. We work toward these goals by integrating cutting-edge machine learning, statistical modeling of evolution, and the analysis of genotypes and phenotypes from large-scale clinical biobanks. In particular, my lab is uniquely well positioned to build on our previous work to address the following fundamental questions: 1. How have evolutionary transitions on the human-lineage modified the genome—in particular gene regulatory programs—to produce human-specific biology? And how do these modifications relate to human-specific disease risk? 2. What are the combinatorial rules underlying how TF binding patterns specify precise control of gene regulation? And how do these gene regulatory “programs” evolve between species? 3. How do genetic and epigenetic mechanisms interact to specify the dynamic gene regulatory programs that drive cellular development? And how are these programs perturbed in disease? 4. How can we interpret non-protein-coding mutations identified in patient genomes to inform treatment and preventative care? Our work will produce much-needed methods for understanding the effects of mutations to gene regulatory regions and identify mutations responsible for differences in disease risk between human populations.
项目摘要 破坏调节序列功能的遗传变异,从而改变基因表达 水平,是物种之间进化差异和风险差异的主要因素 人类复杂的疾病。但是,由于基因调节程序的复杂性, 哺乳动物基因组及其在物种之间的快速转移,评估非蛋白质编码的功能 突变是挑战的。这是追踪人类特异性生物学发展的主要障碍。在 此外,由于大多数与疾病相关的变体是非编码的,因此它会损害我们绘制的能力 复杂疾病的遗传学。 我实验室的长期任务是解释编码的复杂基因调节程序 人类基因组并准确地模拟遗传突变对这些元素对表型的影响 与疾病和人类进化有关。我们通过整合尖端机器来实现这些目标 学习,进化的统计建模以及大规模的基因型和表型的分析 临床生物库。特别是,我的实验室在我们以前的工作以解决问题的基础上有一个独特的位置 以下基本问题: 1。在人段上的进化转变如何改变了基因组,尤其是基因 监管计划 - 生产人类特异性生物学?这些修改与 人类特异性疾病风险? 2. TF结合模式如何指定基因的精确控制,是什么组合规则 规定?这些基因调节性“程序”如何在物种之间发展? 3。遗传和表观遗传机制如何相互作用以指定动态基因调节程序 那驱动细胞发育?这些程序如何在疾病中干扰? 4。我们如何解释在患者基因组中鉴定出的非蛋白质编码突变以告知治疗 和预防性护理? 我们的工作将产生急需的方法来理解突变对基因调节的影响 区域并确定导致人口疾病风险差异的突变。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

John Anthony Capra其他文献

John Anthony Capra的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('John Anthony Capra', 18)}}的其他基金

Personalized Structural Biology: Enabling Exome Interpretation in Undiagnosed Diseases
个性化结构生物学:在未确诊疾病中实现外显子组解释
  • 批准号:
    10462539
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 40.21万
  • 项目类别:
Personalized Structural Biology: Enabling Exome Interpretation in Undiagnosed Diseases
个性化结构生物学:在未确诊疾病中实现外显子组解释
  • 批准号:
    10211423
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 40.21万
  • 项目类别:
Personalized Structural Biology: Enabling Exome Interpretation in Undiagnosed Diseases
个性化结构生物学:在未确诊疾病中实现外显子组解释
  • 批准号:
    10641002
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 40.21万
  • 项目类别:
The Evolution of Gene Regulation and Human Disease
基因调控的进化与人类疾病
  • 批准号:
    9904747
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 40.21万
  • 项目类别:
The Evolution of Gene Regulation and Human Disease
基因调控的进化与人类疾病
  • 批准号:
    10321189
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 40.21万
  • 项目类别:
Modeling the Dynamics of Genome-Scale Data Across Trees
跨树基因组规模数据的动态建模
  • 批准号:
    9306885
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 40.21万
  • 项目类别:
Modeling the Dynamics of Genome-Scale Data Across Trees
跨树基因组规模数据的动态建模
  • 批准号:
    9117563
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 40.21万
  • 项目类别:

相似国自然基金

肌动蛋白结合蛋白Xirp2介导基质刚度诱导心肌细胞肥大的力学生物学机制
  • 批准号:
    12372314
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目
氮沉降影响南亚热带森林土壤颗粒和矿物结合态碳库蓄存的微生物学机制
  • 批准号:
    32301366
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
稳定同位素探针结合质粒组测序技术研究稻田土壤汞甲基化微生物学机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
稳定同位素探针结合质粒组测序技术研究稻田土壤汞甲基化微生物学机制
  • 批准号:
    42207164
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
生物质炭介导下稻田土壤颗粒态和矿物结合态有机质周转的微生物学机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

DNA repair pathway coordination during damage processing
损伤处理过程中 DNA 修复途径的协调
  • 批准号:
    10748479
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 40.21万
  • 项目类别:
Bio-Responsive and Immune Protein-Based Therapies for Inhibition of Proteolytic Enzymes in Dental Tissues
用于抑制牙齿组织中蛋白水解酶的基于生物响应和免疫蛋白的疗法
  • 批准号:
    10555093
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 40.21万
  • 项目类别:
Molecular basis of glycan recognition by T and B cells
T 和 B 细胞识别聚糖的分子基础
  • 批准号:
    10549648
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 40.21万
  • 项目类别:
Role of skeletal muscle IPMK in nutrient metabolism and exercise
骨骼肌IPMK在营养代谢和运动中的作用
  • 批准号:
    10639073
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 40.21万
  • 项目类别:
Developing computational methods to identify of endogenous substrates of E3 ubiquitin ligases and molecular glue degraders
开发计算方法来鉴定 E3 泛素连接酶和分子胶降解剂的内源底物
  • 批准号:
    10678199
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 40.21万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了