CRISPR-Cas9 human gene replacement and phenomic characterization in <i>Caenorhabditis elegans</i> to understand the functional conservation of human genes and decipher variants of uncertain significance
Notice bibliographique
Résumé
Our ability to sequence genomes has vastly surpassed our ability to interpret the genetic variation we discover. This presents a major challenge in the clinical setting, where the recent application of whole exome and whole genome sequencing has uncovered thousands of genetic variants of uncertain significance. Here, we present a strategy for targeted human gene replacement and phenomic characterization based on CRISPR-Cas9 genome engineering in the genetic model organism Caenorhabditis elegans that will facilitate assessment of the functional conservation of human genes and structure-function analysis of disease-associated variants with unprecedented precision. We validate our strategy by demonstrating that direct single-copy replacement of the C. elegans ortholog (daf-18) with the critical human disease-associated gene Phosphatase and Tensin Homolog (PTEN) is sufficient to rescue multiple phenotypic abnormalities caused by complete deletion of daf-18, including complex chemosensory and mechanosenory impairments. In addition, we used our strategy to generate animals harboring a single copy of the known pathogenic lipid phosphatase inactive PTEN variant (PTEN-G129E) and showed that our automated in vivo phenotypic assays could accurately and efficiently classify this missense variant as loss-of-function. The integrated nature of the human transgenes allows for analysis of both homozygous and heterozygous variants and greatly facilitates high-throughput precision medicine drug screens. By combining genome engineering with rapid and automated phenotypic characterization, our strategy streamlines identification of novel conserved gene functions in complex sensory and learning phenotypes that can be used as in vivo functional assays to decipher variants of uncertain significance.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».