Functional genetic analysis of epigenetic age acceleration and the regulatory landscape of the methylome

表观遗传年龄加速的功能遗传分析和甲基化组的调控景观

基本信息

  • 批准号:
    10674263
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 31.54万
  • 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 2024-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DNA methylation (DNAm) shows significant variation between individuals and is altered by aging. The DNAm- based estimate of biological age (DNAmAge; aka, “epigenetic clock”) is a robust and widely used biomarker of aging, but its underlying mechanisms remain mostly unknown. The rate at which the epigenetic clock ticks, commonly referred to as epigenetic age acceleration (EAA or DNAmAge-acc), is a measure of the rate of biological aging and is predictive of health and life expectancy, and modifiable by diet. We have found that EAA varies significantly between mouse strains belonging to the BXD family, and is a highly heritable trait that is linked to strong QTLs. Strikingly, the QTLs we have uncovered for EAA in the BXDs, overlap loci and candidate genes that are also associated with EAA in humans. These include genes such as Stxbp4, Nkx2–3, and Cutc. In Aim 1a, we will perform CRISPR/Cas9 based gene deletion of few of these candidate genes in mouse fibroblast cells. We will use cells derived from the two parent strains of the BXDs (C57BL/6J, and DBA/2J). If gene deletion or knockdown is found to have an impact on the epigenetic clock, we will follow-up with deep sequencing of the transcriptome (Aim 1b) to gain deeper insights into the associated gene expression changes and potential mechanisms. In Aim 2, we will apply integrative systems genetics to define the genetic variants that contribute to variability in the larger methylome by performing methylation QTL (meQTL) analyses. This will be carried out in a larger panel of the BXD recombinant inbred and advanced intercross strains that will give us sufficient power for QTL detection. Aim 2 will leverage an existing resource of biobanked liver specimens. From preliminary work, we have found that some of the highly variable CpG regions in the liver are significantly correlated with body weight, and with strain differences in life expectancy. We will chart the networks of cis- and trans-acting genetic variants that configure the methylome in a highly metabolic tissue (i.e., liver), and examine whether these cis and trans-meQTLs also relate to complex traits such as body weight, and natural variation in lifespan. Furthermore, these liver samples already have multi- omics datasets (transcriptomics, proteomics, and metabolomics), and this will add an epigenomic layer that will facilitate multi-scalar integrative analyses. Together, the two aims will shed light on the genes that regulate the epigenetic clock, and the genetic variants that contribute to shaping the larger methylome. Additionally, we will be able to study how these epigenetic traits associate with, and possibly mediate, downstream molecular traits such as gene expression, and higher order traits such as body weight, metabolism, and longevity.
DNA 甲基化 (DNAm) 在个体之间表现出显着差异,并且会随着年龄的增长而改变。 基于生物年龄的估计(DNAmAge;又名“表观遗传时钟”)是一种稳健且广泛使用的生物标志物 衰老,但其根本机制仍然未知。表观遗传时钟的滴答速度, 通常称为表观遗传年龄加速(EAA 或 DNAmAge-acc),是衡量年龄增长速度的指标。 我们发现,生物衰老可以预测健康和预期寿命,并且可以通过饮食来改变。 EAA 在属于 BXD 家族的小鼠品系之间存在显着差异,并且是一种高度遗传性状, 引人注目的是,我们在 BXD、重叠位点和中发现了 EAA 的 QTL。 也与人类 EAA 相关的候选基因包括 Stxbp4、Nkx2-3 等基因。 在目标 1a 中,我们将对这些候选基因中的一些进行基于 CRISPR/Cas9 的基因删除。 我们将使用来自 BXD 的两个亲本品系(C57BL/6J 和 DBA/2J)如果发现基因缺失或敲低对表观遗传时钟有影响,我们将跟进。 对转录组进行深度测序(目标 1b),以更深入地了解相关基因 在目标 2 中,我们将应用积分系统遗传学来定义表达变化和潜在机制。 通过执行甲基化 QTL 导致较大甲基化组变异的遗传变异 (meQTL) 分析将在更大的 BXD 重组近交和高级面板中进行。 为我们的 QTL 检测提供足够能力的杂交菌株将利用现有资源。 通过初步工作,我们发现一些高度可变的 CpG。 肝脏区域与体重以及预期寿命的菌株差异显着相关。 我们将绘制顺式和反式作用遗传变异的网络,这些变异以高度的方式配置甲基化组。 代谢组织(即肝脏),并检查这些顺式和反式 meQTL 是否也与复杂性状相关 例如体重和寿命的自然变化此外,这些肝脏样本已经具有多种特征。 组学数据集(转录组学、蛋白质组学和代谢组学),这将添加一个表观基因组层,该层将 促进多标量综合分析,这两个目标将揭示调节基因的基因。 表观遗传时钟,以及有助于塑造更大甲基化组的遗传变异。 能够研究这些表观遗传特征如何与下游分子特征相关,并可能介导下游分子特征 例如基因表达,以及体重、新陈代谢和寿命等高阶特征。

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 }}

Khyobeni Mozhui其他文献

Khyobeni Mozhui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 }}

相似国自然基金

依恋相关情景模拟对成人依恋安全感的影响及机制
  • 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
生活方式及遗传背景对成人不同生命阶段寿命及死亡的影响及机制的队列研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    56 万元
  • 项目类别:
    面上项目
成人与儿童结核病发展的综合研究:细菌菌株和周围微生物组的影响
  • 批准号:
    81961138012
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    100 万元
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
统计学习影响成人汉语二语学习的认知神经机制
  • 批准号:
    31900778
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

The Proactive and Reactive Neuromechanics of Instability in Aging and Dementia with Lewy Bodies
衰老和路易体痴呆中不稳定的主动和反应神经力学
  • 批准号:
    10749539
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 31.54万
  • 项目类别:
Elucidation of contributions of telomere damage and non-cell autonomy to the pathophysiology of Friedreich ataxia using a zebrafish model
使用斑马鱼模型阐明端粒损伤和非细胞自主性对弗里德赖希共济失调病理生理学的贡献
  • 批准号:
    10723485
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 31.54万
  • 项目类别:
Plasma neurofilament light chain as a potential disease monitoring biomarker in Wolfram syndrome
血浆神经丝轻链作为 Wolfram 综合征潜在疾病监测生物标志物
  • 批准号:
    10727328
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 31.54万
  • 项目类别:
Evaluating the impacts of sea level rise on migration and wellbeing in coastal communities
评估海平面上升对沿海社区移民和福祉的影响
  • 批准号:
    10723570
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 31.54万
  • 项目类别:
Randomized clinical trial to test the efficacy of a smartphone app for smoking cessation for nondaily smokers
随机临床试验,测试智能手机应用程序对非日常吸烟者戒烟的功效
  • 批准号:
    10715401
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 31.54万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了