Los científicos ahora han desarrollado un ensayo que simultaneamente el epigenoma y el transcriptoma de cada una de miles de células individuales.
El epigenoma y el transcriptoma son parte de la biología molecular que convierte un modelo genético en herramientas y materiales para las células vivas.
Los genomas de diferentes tipos de células pueden ser idénticos, mientras que sus epigenomas y transcriptomas no lo son. El epigenoma consiste en un conjunto de marcas que dan forma a lo que hará el genoma de cada célula, mientras que el transcriptoma es el conjunto de copias de las instrucciones mismasEstos codifican la producción de proteínas. El flujo de información desde el plan heredado hasta la producción de proteínas es fundamental para formar y mantener la vida.
Las células pueden acceder solo a ciertas porciones de su genoma bicatenario empaquetado con cromatina durante la transcripción de ARN. Debido a que este acceso varía entre los diferentes tipos de células, la accesibilidad a la cromatina es lo que ayuda a determinar la forma, la función y la variedad de las diversas células en un sistema múltiple-celular, organismo vivo.
Los investigadores llaman a su ensayo sci-CAR. Sci significa indexación combinatoria de células individuales, un medio para estudiar grandes cantidades de células individuales a la vez. En un informe de investigación del 30 de agosto ciencia , los científicos describen cómo el nuevo ensayo combina otros dos ensayos genómicos en un solo protocolo.
Estos ensayos, entre otras características, incorporan códigos de barras únicos para el contenido de ácido nucleico de las células o del núcleo celular, que contiene el principal centro de control de las células vivas. El método de los científicos para etiquetar y clasificar las células les permite vincular el mensajeroPerfiles de accesibilidad de ARN y cromatina de células individuales.
Los científicos anotaron que la mayoría de los ensayos de lo que ocurre genéticamente dentro de las células individuales pueden examinar solo un aspecto de la biología celular. La capacidad de investigar varias clases de moléculas al mismo tiempo podría descubrir, por ejemplo, cómo ciertos mecanismos genéticos están relacionados y regulados.
También podría mejorar la utilidad de los atlas celulares de organismos complejos, como los del gusano o el ratón. Eventualmente, podría ser útil para compilar un atlas de células humanas.
El nuevo método fue desarrollado por científicos del Instituto Brotman Baty de Medicina de Precisión en Seattle, Facultad de Medicina de la Universidad de Washington, Departamento de Ciencias del Genoma, Universidad de Ciencias de la Salud de Oregón, Illumina, Inc., en California, Centro de Descubrimiento Allen para el Linaje CelularRastreo, y Howard Hughes Medical Institute.
El primer autor del estudio es Junyue Cao, un estudiante graduado en el programa de Biología Molecular y Celular y en ciencias del genoma de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington. El estudio fue dirigido por Jay Shendure y Cole Trapnell. Ambos son profesores enDepartamento de Ciencias del Genoma de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington e investigadores del Instituto Brotman Baty, donde Shendure es el director.
Los investigadores primero probaron su coanálisis en más de 4,800 células en un modelo de cultivo celular de respuesta de cortisol derivado de cáncer de pulmón. En este modelo, las células se tratan con la corticosteroide dexametasona. Este esteroide sintético puede activar la unión demiles de ubicaciones en el genoma y cambian la expresión de cientos de genes.
Luego, los científicos examinaron el curso temporal de los efectos de la dexametasona en la expresión génica, así como los cambios dinámicos que ocurrieron en la accesibilidad a la cromatina en las mismas células.
En un trabajo relacionado, los investigadores buscaron estudiar el panorama de control de genes que subyace a las colecciones de ARN mensajero que se encuentran en los diferentes tipos de células en el riñón de los mamíferos.
Al aplicar su coensayo a los núcleos de riñones de ratón completos, recuperaron los perfiles de accesibilidad de transcriptoma y cromatina de 11,296 células. Agruparon sus células de riñón de ratón en 14 grupos, y caracterizaron paisajes de epigenoma específicos de tipo celular y características de transcriptoma vinculadas.
Basado en la covarianza entre el epigenoma y el transcriptoma, los investigadores también aprendieron que podían establecer vínculos entre elementos reguladores genómicos distantes y sus genes específicos para explicar algunas de las diferencias en la expresión génica en varios tipos de células.
Mirando hacia el futuro, existen claras ventajas de un ensayo conjunto sobre los ensayos que solo muestran la transcripción del ARN o la accesibilidad al ADN. Una ventaja específica de sci-CAR es que este método podría usarse potencialmente para analizar conjuntamente millones de células individuales a la vez.
Entre sus limitaciones está la escasez de algunos de los datos de accesibilidad a la cromatina. Los investigadores sugirieron que esto podría superarse en futuros experimentos optimizando algunos aspectos del protocolo actual.
Los investigadores esperan continuar combinando coensayos adicionales para que los biólogos moleculares puedan rastrear simultáneamente el flujo de información genética del ADN al ARN a proteínas específicas en cada una de las muchas células individuales que pueden existir en seres vivos complejos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Ciencias de la Salud de Washington / Medicina de la Universidad de Washington . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :