# Harnessing "omics": A Systems Biology approach to discovery of biological pathways in placental development and parturition

> **NIH NIH R01** · CINCINNATI CHILDRENS HOSP MED CTR · 2020 · $149,117

## Abstract

PROJECT SUMMARY 
Our  goal  in  this  proposal  is  to  identify  biological  networks  involved  in  synchronizing  placental  growth  and 
maturity. To accomplish this goal, we have established a collaborative effort between the Center for Prevention 
of  Preterm  Birth  at  Cincinnati  Children’s  Hospital  Medical  Center  (CCHMC)  and  the  Institute  for  Systems 
Biology (ISB) in Seattle to conduct a systems level analysis of “omics” data. Perturbed growth and maturity can 
lead  to  placental  insufficiency,  which  underlies  a  significant  proportion  of  adverse  pregnancy  outcomes,  such 
as preterm birth.  A paucity of knowledge regarding normal placental development and maturity greatly hinders 
any  study  of  placental  insufficiency.  Placental  growth  and  development  occurs  throughout  gestation  and 
reaches maturity at term. Therefore, it is critical to identify the networks involved and to assess them over the 
length of gestation. Our central hypothesis is that key biological networks vital to placental growth and 
maturity  can  be  identified  through  the  intersection  of  transcriptomic,  proteomic,  and  metabolomics 
data  from  term  and  preterm  placentae.  Furthermore,  utilizing  longitudinal  proteomics  and  metabolomics 
data,  we  can  determine  how  those  pathways  change  over  gestation  and  differ  between  normal  and  preterm 
placentae. We will test this hypothesis through the following aims:  
Aim  1:  Identification  of  key  gene  and  metabolite  signatures  involved  in  placental  development  by 
analyzing  longitudinal  “omics”  data.  Using  publically  available  transcriptomic  data,  we  will  generate  a 
molecular profile of expressed genes in placental development throughout gestation.  We will also determine 
the  placental  secretome  and  identify  biomarker  signatures  that  appear  in  maternal  urine  that  reflect  placental 
maturation.  
Aim  2:  Identification  of  molecular  pathways  associated  with  placental  maturity.  We  will  utilize  network 
topology algorithms to identify changes in molecular pathways in preterm and term placentae. These data will 
be  combined  with  publically  available  data  to  identify  molecular  pathways  and  genes  within  those  pathways 
that differ between term and preterm placentae to provide insight into placental maturity.  
Aim 3: Generation of a placenta-­specific transcriptional network for identifying regulatory mechanisms 
involved  in  placental  maturity.  We  will  construct  genome-­scale,  tissue  specific  models  of  placental 
transcriptional  regulatory  networks  using  our  newly-­developed  Transcriptional  Regulatory  Network  Analysis 
(TRENA)  approach,  which  leverages  a  wealth  of  information  from  the  NIH’s  ENCODE  project.  We  will 
characterize  which  transcriptional  regulators  are  most  likely  responsible  for  perturbed  gene  expression,  their 
signaling pathways and downstream tar...

## Key facts

- **NIH application ID:** 9855015
- **Project number:** 5R01HD091527-04
- **Recipient organization:** CINCINNATI CHILDRENS HOSP MED CTR
- **Principal Investigator:** HELEN N JONES
- **Activity code:** R01 (R01, R21, SBIR, etc.)
- **Funding institute:** NIH
- **Fiscal year:** 2020
- **Award amount:** $149,117
- **Award type:** 5
- **Project period:** 2017-03-10 → 2020-06-30

## Primary source

NIH RePORTER: https://reporter.nih.gov/project-details/9855015

## Citation

> US National Institutes of Health, RePORTER application 9855015, Harnessing "omics": A Systems Biology approach to discovery of biological pathways in placental development and parturition (5R01HD091527-04). Retrieved via AI Analytics 2026-05-22 from https://api.ai-analytics.org/grant/nih/9855015. Licensed CC0.

---

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