Una muestra de tejido simple de una planta, como una rama u hoja, puede convertirse en una planta completamente nueva. Esta capacidad de regeneración es un sueño para la producción de alimentos, biomasa y medicina futura, y los genes responsables de la regeneración en las plantas podríanproporcionar información sobre qué genes podrían tener el mismo potencial en humanos. El estudio de estos genes alcanzó un nuevo nivel de detalle en 2009 con el informe de secuenciación de ARN de células individuales scRNA-seq. Un proyecto internacional dirigido por científicos en elEl Instituto Nara de Ciencia y Tecnología NAIST informa en Investigación de ácidos nucleicos de una nueva versión de scRNA-seq, expresión génica digital de una sola célula 1cell-DGE, que proporciona aún más información sobre la relación entre las expresiones génicas y el comportamiento celular como la regeneración.
Hasta ahora, casi todos los métodos de scRNA-seq dependen de la obtención de ARN de una célula individual que se separa enzimática y mecánicamente de los tejidos de los organismos. Gran parte del comportamiento celular depende de cómo interactúa la célula con otras células. Además, las células de las plantas, debido asus paredes celulares rígidas pueden ser difíciles de picar.
"La información posicional es muy importante en el comportamiento celular, porque las células en contacto se envían señales entre sí. Esta información puede perderse en el proceso de aislamiento", explica el profesor asociado de NAIST, Minoru Kubo, quien dirigió el estudio.
Esta información posicional tiene implicaciones importantes para decidir qué células comienzan a regenerarse y cuáles no en la muestra celular. Por lo tanto, los investigadores diseñaron un método en el que podrían extraer el núcleo que contiene ARN de células vivas individuales en tejido intacto sin comprometer la posicióninformación.
Para validar 1cell-DGE, lo aplicaron a Physcomitrella patens , una planta de musgo cuyas propiedades de regeneración están bien establecidas. Kubo y sus colegas utilizaron un micromanipulador comercial para extraer el núcleo que contiene ARN de células individuales en una hoja extirpada y luego prepararon bibliotecas de ADNc utilizando identificadores moleculares únicos para marcar el ARN original para la célula 1-DGE análisis.
Se analizó el ARN de 31 células inmediatamente después de la escisión y 34 células un día después. Se descubrió que más de 2000 genes se expresaban diferencialmente a las 0 horas y 4000 genes a las 24 horas.
"Utilizamos los datos para calcular el pseudotiempo. Los pseudotimes estiman la transición entre el desarrollo celular y la diferenciación en función de los perfiles de expresión génica", explica Kubo.
El análisis de seudotiempo reveló que la expresión de varios genes responsables de la regeneración a las 24 horas podría dividirse en dos grupos, lo que indica heterogeneidad en la capacidad de regeneración de las células.
Kubo señala que "los diferentes marcadores de regeneración podrían reflejar la posición de las células en la escisión de la hoja", lo que demuestra la retención de información posicional por 1cell-DGE y su importancia para estudiar la regeneración.
En esta etapa, la micromanipulación para extraer el ARN debe hacerse manualmente, pero Kubo cree que automatizar este paso podría hacer que 1cell-DGE sea una herramienta estándar para estudiar la dependencia de la expresión génica en la posición de la célula.
"Será posible recuperar simultáneamente miles de contenidos celulares de tejidos y órganos vivos", dice.
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Materiales proporcionados por Instituto Nara de Ciencia y Tecnología . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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