Systematic identification of enhancers to target the breadth of excitatory and inhibitory neuronal cell types in the cerebral cortex
系统鉴定增强剂以靶向大脑皮层兴奋性和抑制性神经元细胞类型的广度
基本信息
- 批准号:10512459
- 负责人:
- 金额:$ 1067.93万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2022
- 资助国家:美国
- 起止时间:2022-09-01 至 2025-08-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:AdultAnimalsAtlasesAutomobile DrivingBar CodesBiologyBirthBrainBrain DiseasesBrain regionCallithrixCapsidCarrying CapacitiesCellsCerebral cortexCharacteristicsChromatinCollaborationsCommunitiesComplementComplexCoupledDataData SetDependovirusDevelopmentDevelopmental GeneEngineeringEnhancersEnterobacteria phage P1 Cre recombinaseEpilepsyEtiologyFunctional disorderFundingGene ExpressionGenesGeneticGenetic Enhancer ElementGrantHistonesHumanInjectionsInstitutesInterneuronsLaboratoriesLibrariesLinkMapsMental disordersMethodsMiningMorphologyMotivationMusNeuronsOrganismOrganoidsPlant RootsPlasmidsPopulationPositioning AttributePropertyRNARecombinant adeno-associated virus (rAAV)RecombinantsRegulator GenesRegulatory ElementReporterResectedResolutionRodentSafetySpecificitySystemTarget PopulationsTechnologyTestingTransgenic MiceVertebratesViralVisual PerceptionWorkadeno-associated viral vectorbasebrain cellbrain circuitrybrain tissuecell typeexcitatory neuronhigh throughput screeninghippocampal pyramidal neuronhuman modelimprovedin vivointerestmolecular markernonhuman primatenovelscreeningselective expressionsensorsingle-cell RNA sequencingstemsuccesstooltranscriptometranscriptomics
项目摘要
PROJECT SUMMARY
In this proposal we aim to identify gene regulatory elements that permit the targeting and
manipulation of brain circuit models of human brain function. Gaining genetic access to specific
neuron populations in nontransgenic animals and humans would enable targeted circuit
modulation for hypothesis testing and provide a means to evaluate the safety and efficacy of
circuit modulation for the treatment of epilepsy and psychiatric disorders. Our approach
capitalizes on our combined expertise in the development and maturation of brain cell-types and
circuits (Gord Fishell and Paola Arlotta), identification of CIS-regulatory elements that function
across species (Yating Wang), AAV engineering combined with large-scale screening methods
(Ben Deverman) and expertise at combining RNA and chromatin biology (Jason Buenrostro).
Our efforts will also benefit from an ongoing collaboration with John Reynolds at the Salk
Institute on observation and manipulation of cortical circuits during complex visual perception
tasks. This project will build upon success that we and others have had in identifying gene
regulatory elements that enable cell type-restricted gene expression when used within
recombinant adeno-associated virus (AAV) vectors. In particular, the pipeline for enhancer
discovery stemming from our recent UG3 grant provides us with the systematic for identifying
additional enhancer sequences that function in the context of the limited carrying capacity of
AAV. Here we aim to apply the novel high-throughput screening approach we devised in the
course of this UG3 for the rapid identification of a suite of enhancers that enable the study and
manipulation of genetically defined cell types and circuits across species. Our preliminary data
demonstrates that our enhancer identification strategy can yield novel and highly specific
enhancers that restrict expression to target populations. In addition, we have demonstrated that
it is possible to use the engineered AAV-PHP.eB capsid to screen enhancers across the brain
with a single noninvasive injection. These successes have highlighted the need for more rapid
and comprehensive assessment of putative enhancers. In addition, we will examine the
tolerance to neuronal activity manipulation within the target neuronal populations in several
species. This proposal will be transformative in devising methods to target and manipulate the
brain activity of specific neuronal cell populations across species, including human cell-derived
organoids.
项目概要
在本提案中,我们的目标是确定基因调控元件,以允许靶向和
操纵人脑功能的脑回路模型。获得特定的基因
非转基因动物和人类的神经元群体将启用目标电路
假设检验的调制并提供评估安全性和有效性的方法
用于治疗癫痫和精神疾病的电路调制。我们的方法
利用我们在脑细胞类型的发育和成熟方面的综合专业知识,
电路(Gord Fishell 和 Paola Arlotta),识别起作用的 CIS 调节元件
跨物种(王亚婷),AAV工程结合大规模筛选方法
(Ben Deverman) 以及结合 RNA 和染色质生物学的专业知识 (Jason Buenrostro)。
我们的努力也将受益于与索尔克约翰·雷诺兹的持续合作
复杂视觉感知过程中皮层回路的观察和操纵研究所
任务。该项目将建立在我们和其他人在识别基因方面所取得的成功的基础上
调节元件,在使用时能够实现细胞类型限制的基因表达
重组腺相关病毒(AAV)载体。特别是,增强剂的管道
我们最近 UG3 资助的发现为我们提供了系统地识别
在有限承载能力的情况下发挥作用的附加增强子序列
腺病毒。在这里,我们的目标是应用我们在
该 UG3 课程用于快速识别一套增强子,使研究和
操纵基因定义的细胞类型和跨物种的电路。我们的初步数据
表明我们的增强子识别策略可以产生新颖且高度特异性的
将表达限制于目标人群的增强子。此外,我们还证明了
可以使用工程化的 AAV-PHP.eB 衣壳来筛选大脑中的增强子
通过一次无创注射。这些成功凸显了需要更快速
并对假定的增强剂进行综合评估。此外,我们将检查
在一些目标神经元群体中对神经元活动操纵的耐受性
物种。该提案将在设计目标和操纵的方法方面具有变革性
跨物种特定神经元细胞群的大脑活动,包括人类细胞衍生的
类器官。
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 }}
Paola Arlotta其他文献
Paola Arlotta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('Paola Arlotta', 18)}}的其他基金
Neuron-oligodendrocyte communication underlying myelin distribution in the neocortex
新皮质中髓磷脂分布的神经元-少突胶质细胞通讯
- 批准号:
10502460 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 1067.93万 - 项目类别:
Comprehensive single-cell atlas of the developing mouse brain
发育中的小鼠大脑的综合单细胞图谱
- 批准号:
10686208 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 1067.93万 - 项目类别:
Comprehensive single-cell atlas of the developing mouse brain
发育中的小鼠大脑的综合单细胞图谱
- 批准号:
10523550 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 1067.93万 - 项目类别:
Neuron-oligodendrocyte communication underlying myelin distribution in the neocortex
新皮质中髓磷脂分布的神经元-少突胶质细胞通讯
- 批准号:
10664007 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 1067.93万 - 项目类别:
Neuron-oligodendrocyte communication underlying myelin distribution in the neocortex
新皮质中髓磷脂分布的神经元-少突胶质细胞通讯
- 批准号:
10664007 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 1067.93万 - 项目类别:
Comprehensive single-cell atlas of the developing mouse brain
发育中的小鼠大脑的综合单细胞图谱
- 批准号:
10523550 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 1067.93万 - 项目类别:
Molecular principles of neuronal maturation and integration in the adult and aging brain
成人和衰老大脑中神经元成熟和整合的分子原理
- 批准号:
10404657 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 1067.93万 - 项目类别:
Molecular principles of neuronal maturation and integration in the adult and aging brain
成人和衰老大脑中神经元成熟和整合的分子原理
- 批准号:
10159316 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 1067.93万 - 项目类别:
Modeling ASD-linked genetic mutations in 3D human brain organoids
在 3D 人脑类器官中模拟 ASD 相关基因突变
- 批准号:
10308455 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 1067.93万 - 项目类别:
Genetic neuroscience: How human genes and alleles shape neuronal phenotypes
遗传神经科学:人类基因和等位基因如何塑造神经元表型
- 批准号:
10223999 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 1067.93万 - 项目类别:
相似国自然基金
采用新型视觉-电刺激配对范式长期、特异性改变成年期动物视觉系统功能可塑性
- 批准号:32371047
- 批准年份:2023
- 资助金额:50 万元
- 项目类别:面上项目
Fosl2调控染色质开放性在哺乳动物卵丘-卵母细胞复合物成熟过程中的机制研究
- 批准号:82301863
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
H5亚型禽流感病毒PA蛋白诱导降解JAK1增强病毒对哺乳动物致病性的作用及机制研究
- 批准号:32373042
- 批准年份:2023
- 资助金额:50 万元
- 项目类别:面上项目
动物双歧杆菌对不同聚合度低聚木糖同化差异性的分子机制研究
- 批准号:32302789
- 批准年份:2023
- 资助金额:20 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于扁颅蝠类群系统解析哺乳动物脑容量适应性减小的演化机制
- 批准号:32330014
- 批准年份:2023
- 资助金额:215 万元
- 项目类别:重点项目
相似海外基金
Imaging spatial transcriptome at single cell resolution to study eye regeneration in old age
以单细胞分辨率对空间转录组进行成像以研究老年眼再生
- 批准号:
10785595 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 1067.93万 - 项目类别:
A Connectomic Analysis of a Developing Brain Undergoing Neurogenesis
正在经历神经发生的发育中大脑的连接组学分析
- 批准号:
10719296 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 1067.93万 - 项目类别:
Understanding the Mechanisms and Consequences of Basement Membrane Aging in Vivo
了解体内基底膜老化的机制和后果
- 批准号:
10465010 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 1067.93万 - 项目类别:
Implications of Prefrontal Cortex Development for Adolescent Reward Seeking Behavior
前额皮质发育对青少年奖励寻求行为的影响
- 批准号:
10739548 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 1067.93万 - 项目类别:
Solving cell-type specific differences of the Wnt-directed gene regulatory network in Hydra vulgaris.
解决水螅中 Wnt 导向基因调控网络的细胞类型特异性差异。
- 批准号:
10751675 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 1067.93万 - 项目类别: