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Enregistrement W2530888279 · doi:10.1182/blood.v126.23.638.638

Crispr-Cas9 Saturating Mutagenesis Reveals an Achilles Heel in the BCL11A Erythroid Enhancer for Fetal Hemoglobin Induction (by Genome Editing)

2015· article· en· W2530888279 sur OpenAlexaff
Daniel E. Bauer, Matthew C. Canver, Elenoe C. Smith, Falak Sher, Luca Pinello, Neville E. Sanjana, Ophir Shalem, Diane D. Chen, Patrick G. Schupp, Divya S. Vinjamur, Sara P. Garcia, Sidinh Luc, Ryo Kurita, Yukio Nakamura, Yuko Fujiwara, Takahiro Maeda, Guo‐Cheng Yuan, Guillaume Lettre, Feng Zhang, Stuart H. Orkin

Notice bibliographique

RevueBlood · 2015
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueHemoglobinopathies and Related Disorders
Établissements canadiensUniversité de MontréalMontreal Heart Institute
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésEnhancerCRISPRBiologyCas9GeneticsGenome editingEnhancer RNAsContext (archaeology)GeneGuide RNAGene expression

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Common genetic variation associated with fetal hemoglobin (HbF) level and β-hemoglobin disorder clinical severity marks an erythroid enhancer within the BCL11A gene. The 12 kb intronic enhancer contains three ~1 kb erythroid DNase I hypersensitive sites (DHSs), termed +55, +58, and +62. Here we utilized a human adult-stage erythroid cell line to show by CRISPR-Cas9 mediated targeted deletion that the composite enhancer is required both for BCL11A expression and HbF repression. Because deletion of the entire enhancer is currently too inefficient to consider for a gene editing approach to hemoglobin disorders, we sought to define the critical features of the enhancer in its natural genomic context. We designed and synthesized a tiling pooled guide RNA (gRNA) library to conduct saturating mutagenesis of the enhancer sequences in situ using the CRISPR-Cas9 gene editing platform. The gRNAs direct Cas9 cleavage and non-homologous end-joining repair at discrete sites throughout the enhancer. By comparing the representation of lentiviral gRNA integrants in high and low HbF pools of the adult erythroid cells, we generated a functional map approaching nucleotide resolution of sequences within the enhancer influencing BCL11A regulation. We observed several discrete enhancer regions required for maximal expression. The largest effect was observed by producing mutations within a narrow functional core of the +58 DHS. These sequences include a GATA1 motif conserved among vertebrates located within a primate-specific context. This region constitutes an Achilles Heel for functional inactivation of the enhancer. We also identified rare genetic variants within the +58 DHS core in individuals with sickle cell disease that are associated with HbF level, independent of all known associations of common genetic variants. In parallel, we performed a similar saturating CRISPR mutagenesis screen of the corresponding murine Bcl11a enhancer. To our surprise, despite low-resolution evidence of conservation by primary sequence homology, syntenic genomic position, and shared chromatin signature, the mouse enhancer sequence determinants of BCL11A expression showed substantial functional divergence. The +58 orthologous sequences were dispensable whereas the +62 orthologous sequences were critically required in murine adult erythroid cells. These results were validated by producing targeted deletions in mouse and human adult erythroid cell lines. Furthermore we subjected cells to individual gRNAs to correlate individual nucleotide disruptions with loss of BCL11A expression. To substantiate the tissue-restricted effect of the enhancer mutations, we generated transgenic mice with deletion of the Bcl11a enhancer and found these sequences were dispensable for expression in developing neurons and B-lymphocytes (unlike conventional Bcl11a knockout) but essential for appropriate hemoglobin switching in vivo. We showed that in primary CD34+ hematopoietic stem and progenitor derived human erythroid precursors that delivery of an individual gRNA and Cas9 is sufficient to produce robust reinduction of HbF. These results validate the BCL11A erythroid enhancer as a promising therapeutic target. Our findings define the most favorable regions for generation of indel mutations in the BCL11A erythroid enhancer as a therapeutic genome editing strategy for HbF reinduction for the β-hemoglobin disorders. Disclosures Bauer: Biogen: Research Funding; Editas Medicine: Consultancy. Zhang:Editas Medicine: Membership on an entity's Board of Directors or advisory committees; Horizon Discovery: Membership on an entity's Board of Directors or advisory committees. Orkin:Editas Medicine: Membership on an entity's Board of Directors or advisory committees; Biogen: Research Funding; Pfizer: Research Funding; Sangamo Biosciences: Consultancy.

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)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,002
Score d'incertitude au seuil0,007

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

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

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 Opus0,024
Tête enseignante GPT0,281
Écart entre enseignants0,257 · 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'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

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

En bref

Citations5
Publié2015
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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