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Enregistrement W2255915162 · doi:10.1101/027540

Accelerating Gene Discovery by Phenotyping Whole-Genome Sequenced Multi-Mutation Strains and Using the Sequence Kernel Association Test (SKAT)

2015· preprint· en· W2255915162 sur OpenAlexafffund
Tiffany Timbers, S. Jayne Garland, Swetha Mohan, Stéphane Flibotte, Mark L. Edgley, Quintin Muncaster, Vinci Au, Erica Li-Leger, Federico I. Rosell, Jerry Cai, Suzanne Rademakers, Gert Jansen, Donald G. Moerman, Michel R. Leroux

Notice bibliographique

RevuebioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory) · 2015
Typepreprint
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueGenetics, Aging, and Longevity in Model Organisms
Établissements canadiensUniversity of British ColumbiaSimon Fraser University
Organismes subventionnairesCanadian Institutes of Health ResearchMichael Smith Health Research BCUniversities Space Research AssociationNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaCanadian Institute for Advanced Research
Mots-clésBiologyGeneGenetic screenGeneticsForward geneticsPhenotypeComputational biologyMutationPresenilinAlzheimer's disease

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Forward genetic screens represent powerful, unbiased approaches to uncover novel components in any biological process. Such screens suffer from a major bottleneck, however, namely the cloning of corresponding genes causing the phenotypic variation. Reverse genetic screens have been employed as a way to circumvent this issue, but can often be limited in scope. Here we demonstrate an innovative approach to gene discovery. Using C. elegans as a model system, we used a whole-genome sequenced multi-mutation library, from the Million Mutation Project, together with the Sequence Kernel Association Test (SKAT), to rapidly screen for and identify genes associated with a phenotype of interest, namely defects in dye-filling of ciliated sensory neurons. Such anomalies in dye-filling are often associated with the disruption of cilia, organelles which in humans are implicated in sensory physiology (including vision, smell and hearing), development and disease. Beyond identifying several well characterised dye-filling genes, our approach uncovered three genes not previously linked to ciliated sensory neuron development or function. From these putative novel dye-filling genes, we confirmed the involvement of BGNT–1.1 in ciliated sensory neuron function and morphogenesis. BGNT–1.1 functions at the trans -Golgi network of sheath cells (glia) to influence dye-filling and cilium length, in a cell non-autonomous manner. Notably, BGNT–1.1 is the orthologue of human B3GNT1/B4GAT1, a glycosyltransferase associated with Walker-Warburg syndrome (WWS). WWS is a multigenic disorder characterised by muscular dystrophy as well as brain and eye anomalies. Together, our work unveils an effective and innovative approach to gene discovery, and provides the first evidence that B3GNT1-associated Walker-Warburg syndrome may be considered a ciliopathy. Author Summary Model organisms are useful tools for uncovering new genes involved in a biological process via genetic screens. Such an approach is powerful, but suffers from drawbacks that can slow down gene discovery. In forward genetics screens, difficult-to-map phenotypes present daunting challenges, and whole-genome coverage can be equally challenging for reverse genetic screens where typically only a single gene’s function is assayed per strain. Here, we show a different approach which includes positive aspects of forward (high-coverage, randomly-induced mutations) and reverse genetics (prior knowledge of gene disruption) to accelerate gene discovery. We paired a whole-genome sequenced multi-mutation C. elegans library with a rare-variant associated test to rapidly identify genes associated with a phenotype of interest: defects in sensory neurons bearing sensory organelles called cilia, via a simple dye-filling assay to probe the form and function of these cells. We found two well characterised dye-filling genes and three genes, not previously linked to ciliated sensory neuron development or function, that were associated with dye-filling defects. We reveal that disruption of one of these (BGNT–1.1), whose human orthologue is associated with Walker-Warburg syndrome, results in abrogated uptake of dye and cilia length defects. We believe that our novel approach is useful for any organism with a small genome that can be quickly sequenced and where many mutant strains can be easily isolated and phenotyped, such as Drosophila and Arabidopsis .

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,003
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,005
Score d'incertitude au seuil0,015

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,003
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,002
Bibliométrie0,0020,001
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0050,002

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,033
Tête enseignante GPT0,251
Écart entre enseignants0,219 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations1
Publié2015
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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