Numerous neuronal functions depend on the precise spatiotemporal regulation of gene expression, and the cellular machinery that contributes to this regulation is frequently disrupted in neurodevelopmental, neuropsychiatric, and neurological disease states. Recent advances in gene editing technology have enabled increasingly rapid understanding of gene sequence variation and gene regulatory function in the central nervous system. Moreover, these tools have provided new insights into the locus-specific functions of epigenetic modifications and enabled epigenetic editing at specific gene loci in disease contexts. Continued development of clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)-based tools has provided not only cell-specific modulation, but also rapid induction profiles that permit sophisticated interrogation of the temporal dynamics that contribute to brain health and disease. This review summarizes recent advances in genetic editing, transcriptional modulation, and epigenetic reorganization, with a focus on applications to neuronal systems and potential uses in brain disorders characterized by genetic sequence variation or transcriptional dysregulation. .
Numerosas funciones neuronales dependen de una precisa regulación espacio-temporal de la expresión génica, y la maquinaria celular que contribuye a esta regulación se ve frecuentemente interrumpida en trastornos del neurodesarrollo, trastornos neurológicos y neuropsiquiátricos. Los recientes avances en la tecnología de edición de genes han permitido una comprensión cada vez más rápida de la variación de la secuencia y de la función reguladora de genes en el sistema nervioso central. Además, estas herramientas han proporcionado nuevos conocimientos sobre las funciones específicas del locus de las modificaciones epigenéticas y han permitido la edición epigenética en loci genéticos específicos en ciertas enfermedades. El desarrollo continuo de herramientas basadas en CRISPR (repeticiones palindrómicas cortas agrupadas regularmente y espaciadas) ha facilitado no sólo la modulación celular específica, sino también los perfiles de inducción rápida, lo que da pie al cuestionamiento sofisticado acerca de la dinámica temporal que contribuye a la salud y a la enfermedad cerebral. Este artículo resume los recientes avances en la edición genética, la modulación transcripcional y la reorganización epigenética, con el foco en aplicaciones a sistemas neuronales y potenciales usos en trastornos cerebrales caracterizados por variación de la secuencia genética o desregulación transcripcional.
De nombreuses fonctions neuronales dépendent de la régulation spatiotemporelle précise de l’expression génique, la machinerie cellulaire qui participe à cette régulation étant souvent perturbée dans les maladies neurodéveloppementales, neuropsychiatriques et neurologiques. Des avancées récentes dans la technologie d’édition génique permettent de comprendre de plus en plus rapidement la variation de séquence du gène et sa fonction régulatrice dans le système nerveux central. De plus, ces outils donnent une autre idée des fonctions des modifications épigénétiques propres au locus et permettent une édition épigénétique sur des locus géniques spécifiques dans des contextes pathologiques. L’élaboration continue d’outils basés sur les CRISPR (courtes répétitions en palindrome regroupées et régulièrement espacées) a favorisé non seulement une modulation cellulaire spécifique mais aussi des profils d’induction rapide autorisant une interrogation sophistiquée de la dynamique temporelle du cerveau sain ou malade. Cet article résume les progrès récents de l’édition génétique, de la modulation de transcription et de la réorganisation épigénétique en se concentrant sur les applications aux systèmes neuronaux et leur utilisation possible dans les troubles cérébraux caractérisés par une dysrégulation de transcription ou de variation de séquence.
Keywords: CRISPR/Cas9; epigenetic editing; gene regulation; neuroepigenetics; transcription.
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