Genetic and Functional Dissection of a Cluster of COPD GWAS Signals on Chromosome 4q
染色体 4q 上 COPD GWAS 信号簇的遗传和功能剖析
基本信息
- 批准号:10403423
- 负责人:
- 金额:$ 88.26万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2019
- 资助国家:美国
- 起止时间:2019-05-01 至 2024-04-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AddressAffectBioinformaticsBiologicalBiological AssayBiological ProcessCRISPR/Cas technologyCell AgingCell DeathCell LineCell modelCellsChromatinChromatin Conformation Capture and SequencingChromosome 4ChromosomesChronic Obstructive Pulmonary DiseaseComplexDataDiseaseDisease susceptibilityDissectionDistantEpigenetic ProcessEpithelialGene ExpressionGenesGeneticGenetic DeterminismGenetic DiseasesGenetic Predisposition to DiseaseGenomic SegmentGoalsIndividualInflammationLaboratoriesLinkLungMediatingMinorityMolecularPathogenesisPhenotypePublic HealthRegulatory ElementReporterResearchSignal TransductionSourceStructure of parenchyma of lungTrans-Omics for Precision MedicineU937 CellsVariantWorkbasecell typechromosome conformation capturecigarette smokingdisorder riskgene networkgenetic associationgenetic variantgenome sequencinggenome wide association studygenome-widegenomic locusinsightmacrophagemonocytetranscriptome sequencingtranscriptomicswhole genome
项目摘要
Project Summary
More than 20 genomic regions related to chronic obstructive pulmonary disease (COPD) susceptibility have
been discovered using genome-wide association studies (GWAS); however, the functional variants and the
genes that they influence within those COPD GWAS loci have been found in a small minority of genomic regions.
GWAS in COPD have identified several regional clusters of genetic association signals, most notably on
chromosome 4q, where genome-wide significant loci near HHIP, FAM13A, GSTCD, TET2, and BTC have been
discovered. These clustered GWAS regions could represent: 1) Independent genetic determinants influencing
separate genes; 2) Multiple GWAS loci regulating the same gene; or 3) A regional network of coordinately
regulated genes. If multiple COPD GWAS loci regulate the same gene, the biological impact of that gene in
COPD pathogenesis would be increased. The primary goals of this project are to identify the functional genetic
variants within the cluster of COPD GWAS loci on chromosome 4q; to identify the key genes influenced by these
functional variants; and to assess the impact of these key genes and functional genetic variants on COPD
pathogenesis. We hypothesize that a regional network of genes on chromosome 4q is regulated by functional
genetic variants within COPD GWAS loci that will influence COPD-related cellular phenotypes including cell
death, cellular senescence, and/or inflammation. To address this hypothesis, we will start by identifying
functional variants on chromosome 4q using massively parallel reporter assays in lung epithelial and
monocyte/macrophage cell lines along with bioinformatic approaches with public and recently generated Omics
and genetics data. We will then determine which gene or genes are influenced by these functional variants by
performing circularized chromatin conformation capture (4C-Seq) and demonstrating effects of functional
variants on gene expression of regional genes using CRISPR-Cas9 approaches. Finally, we will use cellular
models to determine the effects of inactivating the functional variants and their regulated genes on COPD-related
read-outs of cell death, cellular senescence, and inflammation. To accomplish these goals, a unique and highly
integrated approach combining molecular studies of regulatory elements and functional cell-based assays has
been developed that will likely provide important insights into COPD pathogenesis.
项目概要
超过 20 个与慢性阻塞性肺疾病 (COPD) 易感性相关的基因组区域
通过全基因组关联研究 (GWAS) 发现;然而,功能变体和
在少数基因组区域中发现了它们在 COPD GWAS 位点内影响的基因。
慢性阻塞性肺疾病 (COPD) 中的 GWAS 已确定了几个区域性遗传关联信号簇,最显着的是
染色体 4q,其中 HHIP、FAM13A、GSTCD、TET2 和 BTC 附近的全基因组重要位点已被
发现了。这些聚集的 GWAS 区域可以代表: 1) 影响的独立遗传决定因素
分离的基因; 2)多个GWAS位点调控同一基因;或 3) 协调的区域网络
调控基因。如果多个 COPD GWAS 位点调节同一基因,则该基因的生物学影响
COPD的发病机制将会增加。该项目的主要目标是确定功能遗传
染色体 4q 上 COPD GWAS 基因座簇内的变异;以确定受这些影响的关键基因
功能变体;并评估这些关键基因和功能性遗传变异对慢性阻塞性肺病的影响
发病。我们假设 4q 染色体上的基因区域网络受到功能性调控
COPD GWAS 位点内的遗传变异将影响 COPD 相关细胞表型,包括细胞
死亡、细胞衰老和/或炎症。为了解决这个假设,我们首先要确定
使用肺上皮和肺上皮细胞中的大规模平行报告基因检测来确定染色体 4q 上的功能变异
单核细胞/巨噬细胞系以及公共和最近生成的组学的生物信息学方法
和遗传学数据。然后,我们将确定哪些基因受到这些功能变异的影响
执行环状染色质构象捕获 (4C-Seq) 并展示功能性的影响
使用 CRISPR-Cas9 方法改变区域基因的基因表达。最后,我们将使用蜂窝
确定功能变异及其调控基因失活对 COPD 相关疾病的影响的模型
读取细胞死亡、细胞衰老和炎症。为了实现这些目标,一个独特且高度
结合调节元件的分子研究和基于功能细胞的测定的综合方法
的开发可能将为 COPD 发病机制提供重要的见解。
项目成果
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专著数量(0)
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