Uno de los grandes misterios de la biología humana es cómo una sola célula puede dar lugar a los 37 billones de células contenidas en el cuerpo promedio, cada una con su propia función especializada. Investigadores de la Universidad de Yale y la Clínica Mayo han ideado una forma de recrear laetapas más tempranas del desarrollo celular que da lugar a una diversidad tan asombrosa de tipos de células.
Usando células de la piel recolectadas de dos seres humanos vivos, los investigadores del laboratorio de Flora Vaccarino de Yale pudieron rastrear su linaje celular identificando pequeñas variaciones o mutaciones contenidas dentro de los genomas de esas células.
Estas mutaciones "somáticas" o no heredadas se generan en cada división celular durante el desarrollo de un ser humano. El porcentaje de células que llevan los rastros de cualquier mutación determinada disminuye a medida que continúan estas divisiones, lo que esencialmente deja a los científicos un rastro a seguir hasta elcélulas más tempranas. Si la fracción de células con rastros de una mutación es alta, los científicos saben que la mutación se generó antes en el linaje de las células, más cerca de su ancestro común durante el desarrollo embrionario temprano.
"Es como Ancestry.com para nuestros cuerpos", dijo Vaccarino, profesor de Harris en el Yale Child Study Center, profesor de neurociencia y coautor principal de la investigación publicada el 18 de marzo en la revista. Ciencia.
Por ejemplo, los investigadores sabían que algunas mutaciones dentro de las células de la piel se generaban temprano en el desarrollo embrionario porque también podían detectarse en muestras de sangre, saliva y orina de adultos. En el cuerpo humano, cada uno de esos tejidos especializados surge de un germen diferentecapa, o los primeros tipos de células diferenciadas en un embrión que dan lugar al sistema nervioso, el intestino, la sangre y los tejidos de conexión.
Los hallazgos muestran que las mutaciones generadas en el embrión son heredadas y retenidas por cada célula hija durante el desarrollo del cuerpo hasta la edad adulta, lo que permite a los investigadores reconstruir los árboles de linaje temprano para esos individuos.
"La historia celular tiene consecuencias", dijo Vaccarino.
Los hallazgos también pueden ayudar a los científicos a rastrear los trastornos del desarrollo hasta sus inicios celulares. Por ejemplo, los trastornos neuropsiquiátricos como la esquizofrenia y el autismo pueden surgir de disfunciones celulares tempranas que secuestran los reguladores del desarrollo temprano. Esto puede alterar el crecimiento y la expansión de ciertas célulaslinajes o cuando se separan para formar nuevas líneas celulares durante el desarrollo.
Curiosamente, los investigadores también encontraron que los linajes celulares que divergen en la primera división tienden a ser asimétricos. Por ejemplo, una de las dos primeras células hijas creadas en un embrión termina representando hasta el 90 por ciento de los tipos de células en elcuerpo adulto. La otra célula hija podría dedicarse principalmente a crear la placenta, que nutrirá al embrión en crecimiento, dicen los investigadores.
Vaccarino enfatizó que la tecnología para rastrear las diferencias individuales en la ascendencia celular durante cada paso del desarrollo celular aún es limitada.
Pero es prometedor. "Hemos descubierto una forma mínimamente invasiva de mirar por una ventana del historial celular personal de una persona", dijo.
Alexej Abyzov de la Clínica Mayo es coautor principal del artículo. Los primeros coautores son Liana Fasching, asociada postdoctoral de la Facultad de Medicina de Yale, y Yeongjun Jang de la Clínica Mayo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Yale . Original escrito por Bill Hathaway. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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