生物工学：黒色腫薬剤抵抗性に収斂する調節因子のPerturbFateによるマッピング

ハイスループットゲノム研究は、多様な遺伝学的変化と疾患表現型の間の関連性を明らかにしてきた。しかし、機能的に全く異なる遺伝子での摂動から、収斂した細胞状態が生じる仕組みを解明することは依然として困難である。今回我々は、ハイスループットで費用対効果の高い、組み合わせインデキシング単一細胞プラットフォームであるPerturbFateについて報告する。PerturbFateは、クロマチンリモデリングと新生転写から、定常状態のトランスクリプトーム表現型まで、遺伝子調節の全範囲にわたって、大規模並列CRISPR干渉による摂動の体系的な研究を可能にする。我々はPerturbFateを用いて30万個を超える数の培養黒色腫細胞をプロファイリングし、140個以上のベムラフェニブ抵抗性関連遺伝子への摂動に対する、マルチモーダルな表現型応答と遺伝子調節応答の特性を解明した。その結果、多様な遺伝学的摂動について、収斂する協調的な転写因子活性を特徴とする共通の脱分化細胞状態が見つかった。さらに、メディエーター複合体構成要素の摂動に対する表現型応答についても解析し、モジュール特異的な生化学的特性を収斂する転写活性化に結び付けた。我々は、異なる遺伝学的摂動にわたって、類似した表現型アウトカムを駆動する共通の調節ノードを特定した。我々はまた、機能的に無関係の遺伝子への摂動が、細胞状態をどのように作り変えるかも明らかにした。このようにPerturbFateは、マルチモーダルな調節動態を疾患関連表現型に結び付けることで、重要な分子調節因子を特定するための汎用的なプラットフォームとなる。

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