Volledige lengte transcriptoom bepaling van KCNQ2-Encefalopathie tijdens de ontwikkeling met van iPSC afgeleide neuronen. 01/04/2021 - 31/03/2022

Abstract

Heterozygote pathogene mutaties in KCNQ2 met een dominant-negatief (DN) of een meer zeldzaam, Gain-of-Function (GOF) effect, zijn de meest voorkomende oorzaken voor neonatale ontwikkeling en epileptische encefalopathie, genaamd KNCQ2-Encefalopathie (KCNQ2-E). KCNQ2-E is gekarakteriseerd met moeilijk te behandelen epileptische aanvallen en ernstige ontwikkelingsachterstand. De Kv7.2 subunit die geëncodeerd wordt door KCNQ2, is deel van een kalium kanaal dat tot expressie komt in neuronen. Hier speelt het een belangrijke rol in het regelen van de neuronale excitabiliteit door het regelen van de rust membraan potentiaal. Hoewel een rol voor Kv7.2 bij neurologische ontwikkeling in toenemende mate geaccepteerd wordt in het veld, zijn er nog veel kennislacunes die moeten worden aangepakt. Zeer recent heeft onze groep het bewijs voor de aanwezigheid van KCNQ2-expressie benadrukt in pluripotente stamcellen (hiPSCs) en neurale precursorcellen (NPCs), wat duidt op een rol van Kv7.2 in eerdere fases van neuronale ontwikkeling dan verwacht. Op basis van openbaar beschikbare short-read RNA-sequencing-datasets van iPSC-afgeleide neuronale culturen, stellen we verder de hypothese dat verschillende KCNQ2-transcripten tot expressie komen in de loop van neuronale ontwikkeling, die de Kv7.2-kanaalstroomdensiteit reguleren. Hoewel deze beschikbare RNA-sequencing-datasets van hoge waarde zijn, is het zeer moeilijk om de exacte KCNQ2 transcripten te identificeren die tot expressie komen. Dit is vanwege de complexe aard van het transcriptoom dat voor de meeste genen bestaat uit transcripten met variabele lengtes en alternatieve splicing, waaronder ook KCNQ2. Om deze beperkingen te overwinnen zullen wij in dit project long-read RNA-sequencing uitvoeren van iPSC-afgeleide neuronale culturen tijdens de ontwikkeling, met behulp van interne Oxford Nanopore-technologie. Door het full-length transcriptoomprofiel te genereren van twee controle iPSC-lijnen en twee iPSC-lijnen met veel voorkomende DN KCNQ2-E-varianten, zullen we (i) in staat zijn om het differentiële expressiepatroon van KCNQ2-transcripten tijdens de neurologische ontwikkeling te ontrafelen, evenals (ii) het effect van DN KCNQ2-E-varianten op gen- en transcript-expressieniveaus kunnen bepalen. Op basis van deze informatie zullen we de belangrijkste pathways kunnen identificeren die betrokken zijn bij het neurologische ontwikkelingsaspect van KCNQ2-E, en kan dit mogelijkheden creëren tot toekomstige projecten. Ten slotte, door het uitvoeren van een volledige transcriptoom in plaats van targeted long-read RNA-sequencing, zal de gegenereerde transcriptoomdataset van nut zijn voor meerdere projecten binnen het departement en de bredere gemeenschap, door het visualiseren van het splicing-profiel van vele andere genen van interesse.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Het ontcijferen van het moleculaire landschap van vroegtijdige Parkinson met behulp van een geïntegreerde aanpak van exome en transcriptome sequentie. 01/01/2015 - 31/12/2018

Abstract

Dit project kadert in een onderzoeksopdracht tussen enerzijds UA en anderzijds IWT. UA levert aan IWT de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd in voorliggend contract.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)