# Integrated, cell type specific functional genomics analyses of regulatory sequence elements and their dynamic interaction networks in neuropsychiatric brain tissues

> **NIH NIH U01** · STANFORD UNIVERSITY · 2022 · $392,362

## Abstract

Project Summary/Abstract 
We know that genetics plays an essential part in the etiology of Alzheimer’s Disease (AD), yet we do not fully 
understand the complex fashion in which the many disease-­predisposing genetic loci interact. The overall goal 
of our proposal is the creation of comprehensive and integrated maps of chromatin accessibility, chromosome 
folding and transcriptional patterns, delineating regulatory regions in the genomes of a key disease relevant 
anatomical region of adult brains, in brains from patients with AD. These maps will unmask regional or long-­
range targets of epigenomic regulatory interactions that may also be of great relevance in patients with the 
same clinical phenotype.  
We will use comprehensive and highly-­resolving epigenomics assays, many of which were recently developed 
by us, and novel ways to integrate the data for the first time in AD relevant brain tissues. We will generate 
comprehensive maps of the spectrum of organization and function of regulatory regions by integrating 
complementary techniques: single-­cell ATAC-­Seq (scATAC-­Seq) to characterize chromatin openness and 
HiChIP to characterize long-­range folding interactions of sorted neuronal and non-­neuronal cells, both of which 
are coupled to single-­cell RNA-­Seq and long-­read RNA-­Seq for expression information, further complemented 
by information about transcription factors through proteomic analysis of nuclear fractions.  
These maps will then be combined with coding or non-­coding/regulatory variants in the genomic sequence in 
the AD genetic candidate regions, e.g. coming from recent large GWAS and meta-­GWAS efforts, and 
integrated with AD multi-­omics data sets that are based on larger numbers of specimens but were generated 
with less high-­resolving methods (e.g. are not cell type specific, such as those generated by the Rush RADC 
effort), which will allow us to create and validate reference maps for epigenomic marks and interactions, 
determine aberrations to the reference state in patient tissue, and connect such aberrations to genetic disease 
loci as well as assemble such loci into disease pathways (and likely discover additional genetic disease loci in 
the process).  
This project will not only greatly expand our understanding of regulatory information encoded in the human 
genome and its impact on human brain function and neurodegeneration, but also produce bioinformatics tools 
necessary to analyze the complex data being generated in AD multi-­omics projects.

## Key facts

- **NIH application ID:** 10499847
- **Project number:** 3U01MH116529-04S1
- **Recipient organization:** STANFORD UNIVERSITY
- **Principal Investigator:** JOACHIM F HALLMAYER
- **Activity code:** U01 (R01, R21, SBIR, etc.)
- **Funding institute:** NIH
- **Fiscal year:** 2022
- **Award amount:** $392,362
- **Award type:** 3
- **Project period:** 2019-06-20 → 2024-03-31

## Primary source

NIH RePORTER: https://reporter.nih.gov/project-details/10499847

## Citation

> US National Institutes of Health, RePORTER application 10499847, Integrated, cell type specific functional genomics analyses of regulatory sequence elements and their dynamic interaction networks in neuropsychiatric brain tissues (3U01MH116529-04S1). Retrieved via AI Analytics 2026-05-22 from https://api.ai-analytics.org/grant/nih/10499847. Licensed CC0.

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*[NIH grants dataset](/datasets/nih-grants) · CC0 1.0*