Expanded CAG/CTG repeat disorders affect over 1 in 2500 individuals worldwide. Potential therapeutic avenues include gene silencing and modulation of repeat instability. However, there are major mechanistic gaps in our understanding of these processes, which prevent the rational design of an efficient treatment. To address this, we developed a novel system, ParB/ANCHOR-mediated Inducible Targeting (PInT), in which any protein can be recruited at will to a GFP reporter containing an expanded CAG/CTG repeat. Previous studies have implicated the histone deacetylase HDAC5 and the DNA methyltransferase DNMT1 as modulators of repeat instability via mechanisms that are not fully understood. Using PInT, we found no evidence that HDAC5 or DNMT1 modulate repeat instability upon targeting to the expanded repeat, suggesting that their effect is independent of local chromatin structure. Unexpectedly, we found that expanded CAG/CTG repeats reduce the effectiveness of gene silencing mediated by targeting HDAC5 and DNMT1. The repeat-length effect in gene silencing by HDAC5 was abolished by a small molecule inhibitor of HDAC3. Our results have important implications on the design of epigenome editing approaches for expanded CAG/CTG repeat disorders. PInT is a versatile synthetic system to study the effect of any sequence of interest on epigenome editing.

中文翻译：

---

扩展的 CAG/CTG 重复序列抵抗由靶向表观基因组编辑介导的基因沉默

扩大的 CAG/CTG 重复疾病影响全球 2500 人中的 1 人。潜在的治疗途径包括基因沉默和重复不稳定性的调节。然而，我们对这些过程的理解存在重大的机制差距，这阻碍了有效治疗的合理设计。为了解决这个问题，我们开发了一种新系统，ParB/ANCHOR 介导的诱导靶向 (PInT)，其中任何蛋白质都可以随意招募到包含扩展 CAG/CTG 重复的 GFP 报告基因。先前的研究表明，组蛋白去乙酰化酶 HDAC5 和 DNA 甲基转移酶 DNMT1 通过尚未完全了解的机制作为重复不稳定性的调节剂。使用 PInT，我们没有发现 HDAC5 或 DNMT1 在靶向扩展重复时调节重复不稳定性的证据，表明它们的作用与局部染色质结构无关。出乎意料的是，我们发现扩展的 CAG/CTG 重复降低了由靶向 HDAC5 和 DNMT1 介导的基因沉默的有效性。HDAC5对基因沉默的重复长度效应被HDAC3的小分子抑制剂消除。我们的结果对扩展 CAG/CTG 重复疾病的表观基因组编辑方法的设计具有重要意义。PInT 是一种通用的合成系统，用于研究任何感兴趣的序列对表观基因组编辑的影响。我们的结果对扩展 CAG/CTG 重复疾病的表观基因组编辑方法的设计具有重要意义。PInT 是一种通用的合成系统，用于研究任何感兴趣的序列对表观基因组编辑的影响。我们的结果对扩展 CAG/CTG 重复疾病的表观基因组编辑方法的设计具有重要意义。PInT 是一种通用的合成系统，用于研究任何感兴趣的序列对表观基因组编辑的影响。