El grupo de investigación de Alex Schier, Director del Biozentrum, Universidad de Basilea, ha investigado más de cerca cómo se desarrolla una célula embrionaria en un corazón, nervio o glóbulo. Por primera vez, los investigadores han podido reconstruir eltrayectorias de desarrollo de células embrionarias individuales. Sus resultados también sugieren que las células pueden cambiar su camino durante su proceso de maduración. Los resultados del estudio con alrededor de 40,000 células ahora se han publicado en ciencia .
El origen de cada célula de nuestro cuerpo es una sola célula, el óvulo fertilizado. En el camino para convertirse en una célula especializada, ya sea de sangre, corazón o células nerviosas, sus descendientes siguen un programa genético. Este programa determina la identidad de uncélula, sus características y función.
El equipo de investigación dirigido por Alex Schier, Director del Biozentrum, Universidad de Basilea, y actualmente líder del grupo de investigación en la Universidad de Harvard en Cambridge, ha desarrollado un nuevo método que permite a los científicos por primera vez rastrear toda la historiade la diferenciación de células individuales. Al combinar las trayectorias de diferenciación, han sido capaces de construir un árbol de desarrollo completo para la embriogénesis. Además, el equipo descubrió que durante la diferenciación, las células pueden abandonar su camino y así cambiar su identidad.
Un árbol ampliamente ramificado para el desarrollo celular
En su estudio, el equipo aisló alrededor de 40,000 células y 25 tipos de células diferentes que se forman en el pez cebra durante un período de nueve horas. Para investigar la maduración de estas células, analizaron el ARN, una copia del material genético ".El ARN nos dice qué genes están activos y determina la función y las características de una célula ", dice Schier.
Para combinar y comparar los datos, el equipo de Schier desarrolló un nuevo software URD. Si bien los estudios previos en este campo se basan en el examen de un puñado de genes, el nuevo método de secuenciación de ARN de una sola célula de alto rendimiento permiteEl análisis de todos los genes activos durante el desarrollo celular. Con esta nueva tecnología, el equipo ha podido reconstruir, por primera vez, un árbol ampliamente ramificado que rastrea el desarrollo de cada célula individual, comenzando con el óvulo fertilizado. Además, mapearon las células a su origen espacial en el embrión temprano.
Encontrar la identidad celular es más flexible de lo esperado
Los resultados muestran que el programa genético que sigue una célula en su camino hacia la madurez no está en absoluto establecido. "Parece que la ruta de desarrollo de una célula es más flexible de lo que esperábamos anteriormente", dice Alex Schier. EntoncesHasta ahora, se suponía que las células en desarrollo siguen un camino predeterminado, como las canicas que ruedan cuesta abajo hasta que se detienen en su lugar predestinado. El estudio ahora sugiere que las señales del medio ambiente pueden tener una influencia tan fuerte en las células que dejan eltrayectoria inicial y cambiar su camino, adquiriendo así una nueva identidad.
Desarrollo completo como un árbol de linaje celular
En un próximo paso, el grupo de investigación expandirá el árbol de linaje celular, investigará más tipos de células y seguirá el desarrollo de las células durante un período de tiempo más largo. "Mi objetivo es fusionar las trayectorias de desarrollo y los árboles de linaje en uno completoSi entendemos la lógica detrás de la diferenciación celular, algún día podremos responder la pregunta: ¿De cuántas maneras existen para construir un corazón o un cerebro? "
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Materiales proporcionado por Universidad de Basilea . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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