Alternative splicing has emerged as a fundamental mechanism for the spatiotemporal control of development. A better understanding of how this mechanism is regulated has the potential not only to elucidate fundamental biological principles, but also to decipher pathological mechanisms implicated in diseases where normal splicing networks are misregulated. Here, we took advantage of human pluripotent stem cells to decipher during human myogenesis the role of muscleblind-like (MBNL) proteins, a family of tissue-specific splicing regulators whose loss of function is associated with myotonic dystrophy type 1 (DM1), an inherited neuromuscular disease. Thanks to the CRISPR/Cas9 technology, we generated human-induced pluripotent stem cells (hiPSCs) depleted in MBNL proteins and evaluated the consequences of their losses on the generation of skeletal muscle cells. Our results suggested that MBNL proteins are required for the late myogenic maturation. In addition, loss of MBNL1 and MBNL2 recapitulated the main features of DM1 observed in hiPSC-derived skeletal muscle cells. Comparative transcriptomic analyses also revealed the muscle-related processes regulated by these proteins that are commonly misregulated in DM1. Together, our study reveals the temporal requirement of MBNL proteins in human myogenesis and should facilitate the identification of new therapeutic strategies capable to cope with the loss of function of these MBNL proteins.

中文翻译：

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多能干细胞中的 CRISPR 基因编辑揭示了 MBNL 蛋白在人体外肌生成过程中的功能

选择性剪接已成为时空控制发育的基本机制。更好地理解这种机制是如何被调节的，不仅有可能阐明基本的生物学原理，而且有可能破译与正常剪接网络被错误调节的疾病有关的病理机制。在这里，我们利用人类多能干细胞在人类肌生成过程中破译肌肉盲样 (MBNL) 蛋白的作用，这是一个组织特异性剪接调节因子家族，其功能丧失与 1 型强直性肌营养不良症 (DM1) 相关。遗传性神经肌肉疾病。得益于 CRISPR/Cas9 技术，我们生成了耗尽 MBNL 蛋白的人类诱导的多能干细胞 (hiPSC)，并评估了它们损失对骨骼肌细胞生成的影响。我们的结果表明，MBNL 蛋白是晚期肌原性成熟所必需的。此外，MBNL1 和 MBNL2 的缺失概括了在 hiPSC 衍生的骨骼肌细胞中观察到的 DM1 的主要特征。比较转录组分析还揭示了由这些蛋白质调节的肌肉相关过程，这些蛋白质在 DM1 中通常被错误调节。总之，我们的研究揭示了 MBNL 蛋白在人类肌生成中的时间需求，并应有助于确定能够应对这些 MBNL 蛋白功能丧失的新治疗策略。此外，MBNL1 和 MBNL2 的缺失概括了在 hiPSC 衍生的骨骼肌细胞中观察到的 DM1 的主要特征。比较转录组分析还揭示了由这些蛋白质调节的肌肉相关过程，这些蛋白质在 DM1 中通常被错误调节。总之，我们的研究揭示了 MBNL 蛋白在人类肌生成中的时间需求，并应有助于确定能够应对这些 MBNL 蛋白功能丧失的新治疗策略。此外，MBNL1 和 MBNL2 的缺失概括了在 hiPSC 衍生的骨骼肌细胞中观察到的 DM1 的主要特征。比较转录组分析还揭示了由这些蛋白质调节的肌肉相关过程，这些蛋白质在 DM1 中通常被错误调节。总之，我们的研究揭示了 MBNL 蛋白在人类肌生成中的时间需求，并应有助于确定能够应对这些 MBNL 蛋白功能丧失的新治疗策略。