一种Atoh1的增强子及其应用

本发明涉及生物，具体地说，涉及一种atoh1的增强子及其应用。

背景技术：

1、神经发生的过程受到精细的基因调控网络的严格控制。细胞类型和状态特异性的基因表达模式由顺式调控元件(cres)介导，如增强子、启动子、沉默子和绝缘子。在这些元素中，增强子是调控细胞类型时空特异性基因基因表达的关键驱动因子。许多增强子以集群的形式存在，控制基因表达模式。大量研究表明，大多数疾病相关的变异发生在cres内，这些发现表明增强子与发育和健康有极高的相关性。因此，对增强子及其靶基因表达的全面分析将有助于理解细胞类型特异性基因表达在发育过程和疾病病因学中的调控关系。

2、小鼠脊髓发育过程中，来源于dp1前体细胞的di1细胞在处于前体细胞时就开始表达bhlh转录因子olig3和atoh1，atoh1于胚胎期的e9.5天开始在脑神经节和背部神经管中表达，在脊髓中e10.5到达顶峰，随后表达量开始下降。小鼠di1神经元生于e10和e12.5之间，并表达lhx2/9、barhl1和brn3a/pou4f1。atoh1调节脊髓di1细胞的生成，是促di1形成的关键tf。发育过程中敲除脊髓atoh1，则di1细胞无法形成，而其空间排布位置会被临近细胞所占位。敲除近尾端神经元内atoh1发现atoh1敲除小鼠虽具有正常的痛觉，但在执行具有挑战性的运动任务时，atoh1敲除小鼠虽然不表现完全性共济失调，但存在后肢运动功能减弱的明显运动缺陷。可能是因为atoh1缺失只能导致脊髓中一小部分脊髓小脑束(spinocerebellar tracts,scts)受到影响，同时结果表明尾端atoh1神经元在精细运动中起协调的作用。

3、因此了解atoh1的表达调控元件对于了解哺乳动物的精细运动有着重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种新的atoh1的增强子及其应用。

2、具体地，本发明的技术方案如下：

3、第一方面，本发明提供一种atoh1的增强子，其编码基因的核苷酸序列如seq idno：1所示。

4、第二方面，本发明提供上述增强子、或含有其编码基因的生物材料在调控神经发育中的应用。

5、第三方面，本发明提供上述增强子、或含有其编码基因的生物材料在制备调控神经系统发育的药物中的应用。

6、第四方面，本发明提供上述增强子、或含有其编码基因的生物材料在制备预防和/或治疗精细运动协调性缺陷的药物中的应用。

7、第五方面，本发明提供上述增强子、或含有其编码基因的生物材料在制备精细运动协调性缺陷动物模型中的应用。

8、本发明中，所述生物材料为表达盒、载体或宿主细胞。

9、第六方面，本发明提供一种降低atoh1的表达的方法，其通过基因敲除的方法，控制动物对如seq id no：1所示的增强子的表达。

10、优选，所述基因敲除的方法为利用crispr/cas9基因组编辑技术将所述增强子敲除。

11、第七方面，本发明提供上述方法在制备精细运动协调性缺陷动物模型中的应用。

12、本发明的有益效果至少在于：

13、本发明通过单细胞多组学分析发现了小鼠脊髓发育过程中的关键顺式调控原件，在dp1/di1细胞的研究过程中构建了增强子网络并发现了决定细胞命运的相关基因；通过对增强子网络的，分析发现了一种新的调控脊髓神经发育的atoh1增强子，并揭示了atoh1增强子的特异性、时空活性及其功能层次结构。

技术特征：

1.一种atoh1的增强子，其编码基因的核苷酸序列如seq id no：1所示。

2.权利要求1所述的增强子、或含有其编码基因的生物材料在调控神经发育中的应用。

3.权利要求1所述的增强子、或含有其编码基因的生物材料在制备调控神经系统发育的药物中的应用。

4.权利要求1所述的增强子、或含有其编码基因的生物材料在制备预防和/或治疗精细运动协调性缺陷的药物中的应用。

5.权利要求1所述的增强子、或含有其编码基因的生物材料在制备精细运动协调性缺陷动物模型中的应用。

6.根据权利要求2-5任一所述的应用，其特征在于，所述生物材料为表达盒、载体或宿主细胞。

7.一种降低atoh1的表达的方法，其特征在于，通过基因敲除的方法，控制动物对如seqid no：1所示的增强子的表达。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基因敲除的方法为利用crispr/cas9基因组编辑技术将所述增强子敲除。

9.权利要求7或8所述的方法在制备精细运动协调性缺陷动物模型中的应用。

技术总结
本发明涉及生物技术领域，具体公开了一种Atoh1的增强子及其应用。本发明公开了一种调控神经发育的Atoh1增强子，其核苷酸序列如SEQ ID No：1所示。本发明通过获取小鼠脊髓发育过程中的dp1/dI1细胞群，构建了scATAC‑seq数据库和scRNA‑seq数据库，并构建了增强子网络以及Atoh1增强子网络，从而获得了dp1/dI1关键调控因子的候选基因Nhlh2、Atoh1、Cntn2、Gse1、Robo3和Lhx5，并发现了Atoh1增强子具有层次结构和明显的时空活性，从而获得了一种新的调控神经发育的Atoh1增强子。

技术研发人员：戴建武,舒慕娅,陆发隆,肖志峰
受保护的技术使用者：中国科学院遗传与发育生物学研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15