Unterhalb des "Androgenrezeptor-Bottlenecks": die Transkriptions- und Chromatinlandschaft der urogenitalen Mittellinienfusion in Einzelzellauflösung und ihre Bedeutung für die Unterschiede in der Geschlechtsentwicklung (DSD)

Differences of sex development (DSD) bezeichnen Erkrankungen, bei denen eine Person mit einem Geschlechtsorgan geboren wird, die nicht der typischen Definition von weiblich oder männlich entsprechen. Bislang wurden 75 Krankheitsgene mit DSD in Verbindung gebracht, aber derzeit erhält die Mehrheit der Patienten mit DSD auch nach einer Exom-Sequenzierung keine molekulare Diagnose. Dies stellt eine große Herausforderung für das klinische DSD-Management dar, da die individuelle Prognose unsicher ist. Wir gehen davon aus, dass das fehlende Wissen über die Gene und Signalwege, die an der androgenabhängigen Schließung der genitalen Mittellinie beteiligt sind, wesentlich zu diesem Problem beiträgt. Die jüngsten Fortschritte auf dem Gebiet der Single Cell Genomik haben die Erforschung von Entwicklung und Krankheit revolutioniert und könnten auch zum Verständnis der Pathologie von DSD beitragen. Hier stellen wir die Hypothese auf, dass die gemeinsame Erstellung von Profilen des Einzelzell-Transkriptoms und der Chromatin-Accessibility im Tuberculum genitale externum des Mausmodells für DSD (TFM-Maus) entscheidende Einblicke in die Entwicklung von DSD und die regulatorische Architektur des Androgen-Signalwegs liefern und zur Identifizierung neuer Krankheitsgene und kritischer nicht-kodierender Elemente im Zusammenhang mit DSD beitragen wird. Um diese Hypothese zu untersuchen, werden wir die folgenden drei experimentellen Ansätze anwenden: Ziel 1: Erstellung eines gemeinsamen Einzelzell-Transkriptom- und Chromatinzugänglichkeitsatlas der Entwicklung des äußeren Genitals und der Harnröhrenbildung bei AR-Knock-out-Mäusen (XY TFM). Ziel 2: Erstellung eines Atlasses von Kandidatengenen und nicht-kodierenden regulatorischen Elementen, die möglicherweise mit DSD assoziiert sind Ziel 3: Kreuzvalidierung von Kandidatengenen aus dem entwickelten Maus-Referenzatlas in DNA-Proben, die aus kultivierten genitalen Fibroblasten gewonnen wurden, die aus den äußeren Genitalien menschlicher DSD-Patienten stammen, durch Genom-DNA-Sequenzierung, angereichert mit Patienten mit einem pathologischen APOD-Assay, der auf eine molekulare Störung der zellulären Androgen-Signalübertragung hinweist. Unsere Studie wird neue molekulare Erkenntnisse über die Entwicklung von DSD liefern und neue Krankheitsgene und nicht-kodierende Verstärkerelemente identifizieren, die zu DSD beitragen. Mutationen in diesen nicht-kodierenden regulatorischen Elementen könnten prinzipiell einen erheblichen Teil der bisher ungeklärten Fälle von DSD erklären.