Estudio revela el desarrollo del destino neuronal
Neurona. Crédito: Pixabay CC0
En un estudio interdisciplinario que combina biología del desarrollo y biología computacional, investigadores del Instituto Karolinska y la Universidad Médica de Viena (junto con investigadores de EE. UU., Italia y Francia) han revelado una hoja de ruta transcriptómica dinámica del desarrollo de la neuronas y extrajo información mecanicista de la decisión del destino celular. Los resultados de este estudio se publican en Nature Communications.
«Nuestro estudio examina los cambios dinámicos de la expresión génica a nivel de una sola célula a medida que las células progenitoras se diferencian progresivamente en neuronas y luego se diversifican en diferentes tipos de neuronas sensoriales. Brinda información importante sobre los mecanismos de los programas de diferenciación que conducen a la aparición de la identidad de los primeros tipos de neuronas sensoriales», dice Saida Hadjab, investigadora del Departamento de Neurociencia y autora correspondiente del estudio.
Los investigadores identifican y pueden reconstituir las trayectorias de desarrollo utilizadas por las células de diferenciación que se originan a partir de células madre nichos, hacia subtipos de neuronas sensoriales de los linajes mielinizados y amielínicos (responsables de la sensación del tacto, dolor, temperatura y propiocepción). Identifican genes activados a lo largo del camino de la especificación y, lo que es más importante, en puntos de decisión particulares, los puntos de bifurcación, donde han examinado el desarrollo del destino neuronal.
«Curiosamente, el desarrollo del destino neuronal se determina antes de el punto de bifurcación por competencia intracelular entre programas competitivos de genes siguiendo una opción binaria», explica Saida Hadjab.
Por lo tanto, la diversidad temprana de neuronas sensoriales se genera a través de intermediarios bipotenciales sucesivos en los que la sincronización de genes relevantes módulos y la represión concurrente de programas de destino en competencia preceden a la estabilización del destino celular y el compromiso final.
¿De qué manera podría este nuevo conocimiento contribuir a mejorar la salud humana? «La identificación de conjuntos de genes que preparan las neuronas sensoriales para un destino específico podría ser beneficiosa para la ingeniería de células madre pluripotentes inducidas y tecnologías de células madre embrionarias, y ayudar a avanzar en nuestra capacidad para controlar y diseñar poblaciones neuronales específicas para la investigación básica, la regeneración de tejidos o para detección de fármacos contra, por ejemplo, trastornos neurodegenerativos o del dolor», dice Saida Hadjab.
Además, los investigadores presentan una hoja de ruta del análisis de bifurcación que destaca los genes implicados en los cambios dinámicos del estado celular. Esto podría ayudar a descifrar el código combinatorio de los genes responsables de los cambios de estado celular y manipularlo en un contexto de pérdida de homeostasis celular con la esperanza de restablecer las células a un estado saludable. Esto conserva el potencial de conducir a nuevos descubrimientos de fármacos.
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Molécula recién descubierta prometedora para quienes sufren de dolor Más información: Louis Faure et al. La secuenciación de ARN de una sola célula identifica la diversidad temprana de neuronas sensoriales que se forman a través de intermediarios bipotenciales, Nature Communications (2020). DOI: 10.1038/s41467-020-17929-4 Información de la revista: Nature Communications
Proporcionado por Karolinska Institutet Cita: El estudio revela el desarrollo del destino neuronal (2020, 21 de agosto) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-08-reveals-unfolding-neuronal-fate.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.