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Proyecto del Genoma Inmunológico

El Proyecto del Genoma Inmunológico (ImmGen) es un proyecto de investigación científica colaborativo que actualmente está creando una base de datos de expresión génica para toda...

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El Proyecto del Genoma Inmunológico (ImmGen) es un proyecto de investigación científica colaborativo que actualmente está creando una base de datos de expresión génica para todas las células inmunitarias caracterizadas en el ratón. El objetivo principal del proyecto es reconstruir computacionalmente la red de regulación génica en las células inmunitarias. [ 1 ] Todos los datos generados como parte de ImmGen están disponibles de forma gratuita y pública en el portal de ImmGen..

El proyecto ImmGen comenzó en 2008 como una colaboración entre varios laboratorios de inmunología y biología computacional de Estados Unidos, y finalizará su segunda fase en 2017. Actualmente, los datos brutos y los navegadores de datos especializados de la primera y la segunda fase están disponibles en www.ImmGen.org.

Proyecto

Fondo

Para comprender plenamente la diferenciación celular en el sistema inmunitario, se requiere una perspectiva general del perfil transcripcional de cada tipo celular de los sistemas inmunitarios adaptativo e innato , y cómo estos perfiles evolucionan mediante la diferenciación celular o la activación por ligandos inmunogénicos o tolerogénicos . El proyecto ImmGen tiene como objetivo establecer el mapa de estos estados transcripcionales.

Compendio de expresión génica

El objetivo principal de ImmGen es generar un compendio de perfiles transcripcionales del genoma completo (inicialmente mediante microarrays , ahora principalmente mediante secuenciación de ARN ) para casi todas las poblaciones celulares caracterizadas de los sistemas inmunitarios adaptativo e innato del ratón, en las principales etapas de diferenciación y activación. Este esfuerzo lo lleva a cabo un grupo de laboratorios de investigación inmunológica que colaboran en todo Estados Unidos. Cada laboratorio aporta una experiencia única en un linaje celular específico y todos emplean procedimientos estandarizados para la clasificación celular . El compendio de datos de microarrays incluye actualmente más de 250 tipos celulares inmunológicamente relevantes, procedentes de todos los órganos linfoides y otros tejidos monitorizados por células inmunitarias.

Publicaciones

Se publicó una serie de informes de ImmGen a medida que se acumulaba el compendio. Algunos informes específicos de linaje describieron células madre hematopoyéticas , [ 2 ] células asesinas naturales , [ 3 ] neutrófilos, [ 4 ] células B y T , [ 5 ] células asesinas naturales, [ 6 ] macrófagos , [ 7 ] células dendríticas , [ 8 ] células T alfa beta, [ 9 ] células T gamma delta, [ 10 ] células T CD8 activadas , [ 11 ] células linfoides innatas, [ 12 ] y células estromales de ganglios linfáticos . [ 13 ] Aunque la mayor parte del perfil transcripcional se realizó en ratones B6, también se estudió el efecto de la variación genética. [ 14 ] La segunda fase de ImmGen comenzó a perfilar células inmunes activadas. La respuesta al interferón se utilizó como caso de prueba. [ 15 ]

Modelo bioinformático de red reguladora de genes

Varios grupos de biólogos computacionales colaboradores (Regev y Koller) utilizaron los datos para realizar ingeniería inversa de la red reguladora genética en células inmunitarias, [ 16 ] y compararla con el sistema inmunitario humano [ 17 ] Se llevó a cabo un estudio inicial del empalme diferencial en linajes inmunitarios utilizando tanto microarrays como secuenciación de ARN. [ 18 ]

Representación visual de los datos

Los participantes del proyecto, pertenecientes al Departamento de Ciencias de la Computación de la Universidad de Brown, también están explorando nuevos modos de representación para los datos de ImmGen, desarrollando y gestionando la representación pública.

Miembros

Los laboratorios de inmunología participantes incluyen:

Los laboratorios de Brenner (NKT, BWH, Boston), Goldrath (células T CD8 activadas, UCSD , San Diego), Kang (células T gamma delta, U. Mass, Worcester), Lanier (NK, UCSF , San Francisco), Mathis/Benoist (células T alfa beta, HMS, Boston), Merad y Randolph (monocitos y macrófagos, Mount Sinai , Nueva York y Universidad de Washington en San Luis ), Rossi (HSC, Children's, Boston), Turley (DC, DFCI, Boston) y Wagers (HSC, Joslin, Boston).

Richard (Randy) Hardy (Fox Chase, Filadelfia), quien fue miembro de ImmGen desde su fundación, falleció en junio de 2016.

Estado actual

Hasta agosto de 2016, Immgen había analizado más de 250 poblaciones de células vírgenes en ratones mediante microarrays, y varias docenas de tipos de células activadas mediante secuenciación de ARN.

Acceso a los datos

El estado del proyecto y la información detallada pueden consultarse en ( ImmGen ). Este sitio también incluye un explorador de datos específico, con el que los usuarios pueden explorar de forma interactiva los perfiles de expresión de genes concretos, redes de genes corregulados y genes que mejor distinguen los diferentes tipos de células. Los datos brutos están disponibles en el Gene Expression Omnibus del NCBI.

Véase también

Referencias

  1. ↑ Heng, TS, MW Painter y C. Proyecto del Genoma Inmunológico (2008). "El Proyecto del Genoma Inmunológico: redes de expresión génica en células inmunes." Nat Immunol 9(10): 1091-1094.
  2. ↑ Gazit, R., BS Garrison, TN Rao, T. Shay, J. Costello, J. Ericson, F. Kim, JJ Collins, A. Regev, AJ Wagers, DJ Rossi y C. Proyecto del Genoma Inmunológico (2013). "El análisis del transcriptoma identifica reguladores de las células madre y progenitoras hematopoyéticas." Stem Cell Reports 1(3): 266-280.
  3. ↑ Cohen, NR, PJ Brennan, T. Shay, GF Watts, M. Brigl, J. Kang, MB Brenner y C. ImmGen Project (2013). "Programas transcripcionales compartidos y distintos subyacen a la naturaleza híbrida de las células iNKT." Nat Immunol 14(1): 90-99.
  4. ↑ Ericson, JA, P. Duffau, K. Yasuda, A. Ortiz-Lopez, K. Rothamel, IR Rifkin, PA Monach y C. ImmGen (2014). "Expresión génica durante la generación y activación de neutrófilos de ratón: implicaciones de nuevas vías funcionales y reguladoras." PLoS One 9(10): e108553.
  5. ↑ Painter, MW, S. Davis, RR Hardy, D. Mathis, C. Benoist y C. Proyecto del Genoma Inmunológico (2011). "Transcriptomas de los linajes B y T comparados mediante perfiles de microarrays multiplataforma". J Immunol 186(5): 3047-3057.
  6. ↑ Bezman, NA, CC Kim, JC Sun, G. Min-Oo, DW Hendricks, Y. Kamimura, JA Best, AW Goldrath, LL Lanier y C. Proyecto del Genoma Inmunológico (2012).
  7. ↑ Gautier, EL, T. Shay, J. Miller, M. Greter, C. Jakubzick, S. Ivanov, J. Helft, A. Chow, KG Elpek, S. Gordonov, AR Mazloom, A. Ma'ayan, WJ Chua, TH Hansen, SJ Turley, M. Merad, GJ Randolph y C. Genoma Inmunológico (2012). "Perfiles de expresión génica y vías de regulación transcripcional que subyacen a la identidad y diversidad de los macrófagos tisulares de ratón." Nat Immunol 13(11): 1118-1128.
  8. ↑ Miller, JC, BD Brown, T. Shay, EL Gautier, V. Jojic, A. Cohain, G. Pandey, M. Leboeuf, KG Elpek, J. Helft, D. Hashimoto, A. Chow, J. Price, M. Greter, M. Bogunovic, A. Bellemare-Pelletier, PS Frenette, GJ Randolph, SJ Turley, M. Merad y C. Genoma Inmunológico (2012). "Descifrando la red transcripcional del linaje de células dendríticas". Nat Immunol 13(9): 888-899.
  9. ^ Mingueneau, M., T. Kreslavsky, D. Gray, T. Heng, R. Cruse, J. Ericson, S. Bendall, MH Spitzer, GP Nolan, K. Kobayashi, H. von Boehmer, D. Mathis, C. Benoist, C. Immunological Genome, AJ Best, J. Knell, A. Goldrath, V. Joic, D. Koller, T. Shay, A. Regev, N. Cohen, P. Brennan, M. Brenner, F. Kim, T. Nageswara Rao, A. Wagers, T. Heng, J. Ericson, K. Rothamel, A. Ortiz-Lopez, D. Mathis, C. Benoist, NA Bezman, JC Sun, G. Min-Oo, CC Kim, LL Lanier, J. Miller, B. Brown, M. Merad, EL Gautier, C. Jakubzick, GJ Randolph, P. Monach, DA Blair, ML Dustin, SA Shinton, RR Hardy, D. Laidlaw, J. Collins, R. Gazit, DJ Rossi, N. Malhotra, K. Sylvia, J. Kang, T. Kreslavsky, A. Fletcher, K. Elpek, A. Bellemare-Pelletier, D. Malhotra y S. Turley (2013). "El panorama transcripcional de la diferenciación de células T alfa-beta". Nat Immunol 14(6): 619-632.
  10. ↑ Narayan, K., KE Sylvia, N. Malhotra, CC Yin, G. Martens, T. Vallerskog, H. Kornfeld, N. Xiong, NR Cohen, MB Brenner, LJ Berg, J. Kang y C. Proyecto del Genoma Inmunológico (2012). "Programación intratímica de destinos efectores en tres subtipos de células T gammadelta molecularmente distintos". Nat Immunol 13(5): 511-518.
  11. ↑ Best, JA, DA Blair, J. Knell, E. Yang, V. Mayya, A. Doedens, ML Dustin, AW Goldrath y C. Proyecto del Genoma Inmunológico (2013). "Perspectivas transcripcionales sobre la respuesta de las células T CD8(+) a la infección y la formación de células T de memoria". Nat Immunol 14(4): 404-412.
  12. ↑ Malhotra, N., K. Narayan, OH Cho, KE Sylvia, C. Yin, H. Melichar, M. Rashighi, V. Lefebvre, JE Harris, LJ Berg, J. Kang y C. Proyecto del Genoma Inmunológico (2013). "Una red de factores de transcripción del grupo de alta movilidad programa la producción innata de interleucina-17." Immunity 38(4): 681-693.
  13. ↑ Malhotra, D., AL Fletcher, J. Astarita, V. Lukacs-Kornek, P. Tayalia, SF Gonzalez, KG Elpek, SK Chang, K. Knoblich, ME Hemler, MB Brenner, MC Carroll, DJ Mooney, SJ Turley y C. Proyecto Genoma Inmunológico (2012). "El perfil transcripcional del estroma de los ganglios linfáticos inflamados y en reposo define las características inmunológicas." Nat Immunol 13(5): 499-510.
  14. ↑ Mostafavi, S., A. Ortiz-Lopez, MA Bogue, K. Hattori, C. Pop, D. Koller, D. Mathis, C. Benoist y C. Genoma Inmunológico (2014). "Variación y control genético de la expresión génica en inmunocitos primarios en cepas de ratones endogámicos." J Immunol 193(9): 4485-4496.
  15. ↑ Mostafavi, S., H. Yoshida, D. Moodley, H. LeBoite, K. Rothamel, T. Raj, CJ Ye, N. Chevrier, SY Zhang, T. Feng, M. Lee, JL Casanova, JD Clark, M. Hegen, JB Telliez, N. Hacohen, PL De Jager, A. Regev, D. Mathis, C. Benoist y C. Proyecto del Genoma Inmunológico (2016). "Análisis de la red transcripcional del interferón y sus asociaciones con enfermedades". Cell 164(3): 564-578.
  16. ↑ Jojic, V., T. Shay, K. Sylvia, O. Zuk, X. Sun, J. Kang, A. Regev y D. Koller (2013). "Identificación de reguladores transcripcionales en el sistema inmunitario del ratón." Nat Immunol 14(6): 633-643.
  17. ↑ Shay, T., V. Jojic, O. Zuk, K. Rothamel, D. Puyraimond-Zemmour, T. Feng, E. Wakamatsu, C. Benoist, D. Koller, A. Regev y t. I. Consortium (2013). "Conservación y divergencia en los programas transcripcionales de los sistemas inmunitarios humano y de ratón". Proceedings of the National Academy of Sciences 110(8): 2946-2951.
  18. ↑ Ergun, A., G. Doran, JC Costello, HH Paik, JJ Collins, D. Mathis, C. Benoist y C. ImmGen (2013). "Empalme diferencial en los linajes del sistema inmunitario". Proc Natl Acad Sci USA 110(35): 14324-14329.