Transcriptional regulation of neural progenitor divisions and cell fate in the developing cortex
发育中皮层神经祖细胞分裂和细胞命运的转录调控
基本信息
- 批准号:10659677
- 负责人:
- 金额:$ 41.5万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2023
- 资助国家:美国
- 起止时间:2023-08-15 至 2028-05-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:AffectArchitectureBindingBiological AssayBirthCell CycleCell NucleusCell ProliferationCellsCerebral cortexCo-ImmunoprecipitationsComplexCore ProteinDataDeacetylaseDefectDevelopmentDiseaseElectroporationEmbryoEmbryonic DevelopmentEnhancersEpigenetic ProcessErythroid CellsEtiologyGene ExpressionGenesHematopoietic stem cellsHumanHybridsImageIntellectual functioning disabilityKnockout MiceLeadLinkLuciferasesMacrocephalyMeasuresMissense MutationModelingMolecularMusMutationNeurodevelopmental DisorderNeuronsNucleosomesPathway interactionsPatientsPhenocopyPhenotypeProductionProliferatingProteinsPublishingRegulationRegulonReportingRepressionRepressor ProteinsRoleSignal TransductionTestingThickTissuesTranscriptional RegulationYeastsautism spectrum disorderbrain sizecell typeconditional knockoutcritical periodexperimental studyhistogenesisin uteroin vivoinsightknock-downmouse modelnerve stem cellneuroregulationnotch proteinnoveloverexpressionpostnatalprematureprogenitorpromoterprotein complexresponsesingle-cell RNA sequencingtranscription factortranscriptome
项目摘要
Summary
The early expansion of the neural progenitor (NP) pool is a critical period, setting the stage for the
development of the cerebral cortex. Alterations in NP proliferation during that period can have devastating
consequences on neuron numbers and circuitry that could eventually lead to a variety of neurodevelopmental
diseases such as autism, micro- and macrocephaly. Therefore, understanding the mechanisms that govern
early NP expansion is central to understanding these diseases. Missense mutations or deletion of ZBTB7A
lead to macrocephaly and intellectual disability but the mechanisms underlying these phenotypes are
completely unknown. We discovered an enrichment for ZBTB7A in the nuclei of embryonic mouse NPs, and
our Zbtb7a conditional KO (cKO) mouse model show increased cortical thickness at birth and an early
expansion of the progenitor pool in embryonic cortices. Overexpression of ZBTB7A leads to opposite
phenotypes, with premature differentiation of NPs. Next, we used CUT&RUN to identify ZBTB7A target genes
during early cortical development. This analysis revealed that ZBTB7A binds to the promoters and enhancers
of a regulon composed of transcription factors and cell-cycle regulators. We confirmed that ZBTB7A binds to
the promoter of Hes5, and we observed that ZBTB7A can block Hes5 promoter activity in response to
activated Notch. Finally, we used a novel in vivo BioID approach in E15 NPs to discover ZBTB7A interactors.
This analysis suggests that ZBTB7A interacts with GATAD2A/B proteins, two components of the Nucleosome
Remodeling and Deacetylase complex (NuRD) repressor complex. In this study, we will use a conditional
knockout mouse model to further characterize how Zbtb7a impacts NP proliferation and the establishment of
cortical architecture. In a second step, we will examine how ZBTB7A modulates Notch Signaling to control NP
proliferation. We will use luciferase assays in primary NPs and in utero electroporation to test the relevance of
ZBTB7A sub domains and how ZBTB7A patient mutations affect the expression of Notch targets. In a third
step we will evaluate how ZBTB7A cooperates with the NuRD complex to regulate NP proliferation. For this we
will use in vivo BioID as well as co-immunoprecipitation experiments to discover the composition of NuRD
complexes interacting with ZBTB7A. We will repeat BioID experiments earlier in development and we will use
co-immunoprecipitation to define which NuRD complex proteins associate with ZBTB7A in early NPs. The role
of Gatad2b in NPs is completely unknown, therefore we will use IUE to test if knockdown of Gatad2b mimics
NP proliferation phenotypes linked with Zbtb7a cKO, and to determine the requirement of Gatad2b in Zbtb7a
overexpression phenotypes, including the repression of Notch targets. Altogether these studies will describe
novel core principles that drive corticogenesis and will deepen our understanding of the etiology of
neurodevelopmental disorders.
概括
神经祖细胞(NP)池的早期扩张是一个关键时期,为神经祖细胞(NP)池的早期扩张奠定了基础。
大脑皮层的发育。在此期间 NP 增殖的变化可能会产生毁灭性的影响
对神经元数量和电路的影响最终可能导致各种神经发育障碍
疾病,如自闭症、小头畸形和大头畸形。因此,了解控制机制
早期 NP 扩展对于了解这些疾病至关重要。 ZBTB7A 错义突变或缺失
导致巨头畸形和智力障碍,但这些表型背后的机制是
完全未知。我们在胚胎小鼠 NP 的细胞核中发现了 ZBTB7A 的富集,并且
我们的 Zbtb7a 条件性 KO (cKO) 小鼠模型显示出生时皮质厚度增加,并且早期
胚胎皮质中祖细胞库的扩张。 ZBTB7A 的过度表达会导致相反的结果
表型,具有 NP 的过早分化。接下来,我们使用CUT&RUN来鉴定ZBTB7A靶基因
在早期皮质发育期间。该分析表明 ZBTB7A 与启动子和增强子结合
由转录因子和细胞周期调节因子组成的调节子。我们确认 ZBTB7A 结合
Hes5 的启动子,我们观察到 ZBTB7A 可以阻断 Hes5 启动子活性,以响应
激活缺口。最后,我们在 E15 NP 中使用了一种新颖的体内 BioID 方法来发现 ZBTB7A 相互作用子。
该分析表明 ZBTB7A 与 GATAD2A/B 蛋白(核小体的两个组成部分)相互作用
重塑和脱乙酰酶复合物 (NuRD) 阻遏复合物。在本研究中,我们将使用条件
敲除小鼠模型进一步表征 Zbtb7a 如何影响 NP 增殖和建立
皮质结构。第二步,我们将研究 ZBTB7A 如何调节 Notch 信号来控制 NP
增殖。我们将在原代纳米粒子和子宫内电穿孔中使用荧光素酶测定来测试以下内容的相关性:
ZBTB7A 子结构域以及 ZBTB7A 患者突变如何影响 Notch 靶标的表达。在第三个
步骤我们将评估 ZBTB7A 如何与 NuRD 复合物合作调节 NP 增殖。为此我们
将使用体内 BioID 以及免疫共沉淀实验来发现 NuRD 的成分
与 ZBTB7A 相互作用的复合物。我们将在开发早期重复 BioID 实验,并且我们将使用
免疫共沉淀来确定哪些 NuRD 复合蛋白与早期 NP 中的 ZBTB7A 相关。角色
Gatad2b 在 NP 中的表达是完全未知的,因此我们将使用 IUE 来测试 Gatad2b 的敲低是否模拟
NP增殖表型与Zbtb7a cKO相关,并确定Zbtb7a中Gatad2b的需求
过度表达表型,包括Notch靶标的抑制。总的来说,这些研究将描述
驱动皮质生成并将加深我们对病因学的理解的新颖核心原理
神经发育障碍。
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 }}
Louis-Jan Pilaz其他文献
Louis-Jan Pilaz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('Louis-Jan Pilaz', 18)}}的其他基金
Epigenetic mechanisms regulating neuron production during cortical development
皮质发育过程中调节神经元产生的表观遗传机制
- 批准号:
10683534 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 41.5万 - 项目类别:
Epigenetic mechanisms regulating neuron production during cortical development
皮质发育过程中调节神经元产生的表观遗传机制
- 批准号:
10259827 - 财政年份:2013
- 资助金额:
$ 41.5万 - 项目类别:
Epigenetic mechanisms regulating neuron production during cortical development
皮质发育过程中调节神经元产生的表观遗传机制
- 批准号:
10065132 - 财政年份:
- 资助金额:
$ 41.5万 - 项目类别:
相似国自然基金
“共享建筑学”的时空要素及表达体系研究
- 批准号:
- 批准年份:2019
- 资助金额:63 万元
- 项目类别:面上项目
基于城市空间日常效率的普通建筑更新设计策略研究
- 批准号:51778419
- 批准年份:2017
- 资助金额:61.0 万元
- 项目类别:面上项目
宜居环境的整体建筑学研究
- 批准号:51278108
- 批准年份:2012
- 资助金额:68.0 万元
- 项目类别:面上项目
The formation and evolution of planetary systems in dense star clusters
- 批准号:11043007
- 批准年份:2010
- 资助金额:10.0 万元
- 项目类别:专项基金项目
新型钒氧化物纳米组装结构在智能节能领域的应用
- 批准号:20801051
- 批准年份:2008
- 资助金额:18.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
Translational genomics in gout: From GWAS signal to mechanism
痛风的转化基因组学:从 GWAS 信号到机制
- 批准号:
10735151 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 41.5万 - 项目类别:
Methamphetamine, HIV integration and latency in the brain
甲基苯丙胺、艾滋病毒整合和大脑潜伏期
- 批准号:
10814672 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 41.5万 - 项目类别:
Mapping brain-wide opioid actions by profiling neuronal activities and in vivo cellular target engagement
通过分析神经元活动和体内细胞靶标参与来绘制全脑阿片类药物作用
- 批准号:
10775623 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 41.5万 - 项目类别: