‘Hoja de ruta’ rastrea las trayectorias del desarrollo del embrión
Crédito: Pixabay/CC0 Dominio público
Los científicos han mapeado los cambios moleculares clave que organizan cómo las células embrionarias de ratón se diferencian en los diversos tipos de células que finalmente formarán todos los diferentes tejidos y órganos del animal adulto.
Esta «hoja de ruta» de la embriogénesis en ratones ayudará a los investigadores a comprender los programas moleculares que controlan cómo surgen diferentes tipos de células especializadas a partir de células menos diferenciadas a medida que un embrión crece y se desarrolla, no solo para ratones, sino también para humanos, dijo Jay Shendure, profesor de ciencias del genoma en la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington, director científico del Instituto Brotman Baty de Medicina de Precisión e investigador del Instituto Médico Howard Hughes.
«Comenzamos la vida como un cigoto de una célula y esa célula , en solo unas pocas semanas o meses, se divide y diferencia en cientos de tipos de células», anotó Shendure. «Entonces, la pregunta es: ¿Cómo sucede eso? ¿Qué caminos toman las células? ¿Cuáles son los genes que dan forma a esas decisiones?»
Los investigadores informaron sus hallazgos hoy en la revista Nature Genetics. Chengxiang Qiu, biólogo computacional y estudiante de doctorado en el laboratorio de Shendure, fue el autor principal del artículo.
Para trazar un mapa de este proceso, Shendure y sus colegas se basaron en datos disponibles públicamente recopilados de estudios con ratones que usaron un técnica llamada secuenciación de ARN unicelular (scRNA-seq).
Esta técnica permite a los científicos identificar y cuantificar los niveles de diferentes moléculas de ARN mensajero dentro de las células individuales. Debido a que estos ARNm se copian de genes activados, su presencia en una célula indica qué genes están activos en un momento determinado.
Para complementar estos datos, los investigadores también usaron datos de scRNA-seq que habían generado a partir de aproximadamente 150 000 núcleos de células embrionarias de ratón muestreadas cada dos horas durante un período crítico de 24 horas a partir del octavo día del desarrollo embrionario del ratón. .
Qiu combinó estos datos y, después de ajustarlos para tener en cuenta las diferencias en las técnicas utilizadas por diferentes investigadores, identificó los estados de las células embrionarias en 19 etapas que van desde el día 3,5 en el desarrollo embrionario del ratón hasta el día 13,5 , cuando han aparecido la mayoría de las estructuras embrionarias clave. En ratones, la gestación, desde un cigoto unicelular hasta un cachorro nacido vivo, toma solo 21 días.
El mapa resultante rastrea los cambios en la actividad de los genes a medida que las células se desarrollan y se diferencian en diferentes tipos de células. . De particular interés es la actividad de genes para proteínas reguladoras clave, llamadas factores de transcripción, que orquestan el crecimiento, el desarrollo y la función celular, dijo Qiu.
«A medida que avanza la embriogénesis, las células se ramifican en diferentes tipos de células como ramas de un árbol», dijo Qiu. «Los factores de transcripción que están activos en estos puntos de ramificación tienden a ser específicos para un nuevo tipo de célula». Por otro lado, algunos factores de transcripción parecen activos en muchos tipos de células diferentes, anotó Qiu, lo que sugiere que desempeñan un papel más general en la regulación del crecimiento y la función celular.
En el futuro, los investigadores esperan obtener datos de scRNA-seq de más y más puntos en el desarrollo embrionario para capturar cambios en la expresión génica con más detalle. El equipo espera que el nuevo mapa, llamado TOME (Trajectories Of Mammalian Embryogenesis), sirva como recurso para los investigadores que trabajan en muchos aspectos del desarrollo embrionario.
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Patrones espaciales de transcripciones de genes capturados en células individuales de embrión de ratón Más información: Chengxiang Qiu, Reconstrucción sistemática de trayectorias celulares en embriogénesis de ratón, Nature Genetics (2022). DOI: 10.1038/s41588-022-01018-x Información de la revista: Nature Genetics
Proporcionado por la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington Cita: ‘Roadmap’ sigue las trayectorias de desarrollo embrionario (2022, 14 de marzo) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-03-roadmap-tracks-trajectories-embryo.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.