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Anteriormente, un investigador tendría que aislar primero los diversos tipos de células y luego investigar la cromatina de cada tipo en lotes separados. Ese largo método proporcionó una visión promedio de miles de células de un tipo de célula dado ". Estudios anteriores han utilizadodiferencias en el contenido de ARN para identificar los tipos de células y sus trayectorias de desarrollo ", dice Shendure." Aquí, en cambio, medimos el estado de la cromatina en células individuales, que contiene el programa regulador que gobierna cómo y cuándo se expresan los ARN en cada célula ".
"Por primera vez, hemos observado cómo se regulan estas firmas de expresión y, por lo tanto, conducen las trayectorias unicelulares durante el desarrollo temprano", agrega Furlong.
Papel de la cromatina
La cromatina es la estructura fuertemente enrollada del ADN y las proteínas que se utiliza para almacenar la información genética dentro del núcleo de una célula. La cromatina en una célula humana contiene alrededor de dos metros de ADN, empaquetados en un núcleo de menos de la centésima parte deun milímetro de ancho. Los elementos reguladores como promotores y potenciadores son tramos cortos de ADN que regulan los niveles de expresión génica y, por lo tanto, la producción de proteínas, que en última instancia hacen que los tipos de células sean diferentes entre sí. Cuando las células usan un elemento regulador particular, ella cromatina se desenrolla y su contenido se vuelve accesible. Es por eso que Furlong, Shendure y sus colegas esperaban que la accesibilidad a la cromatina arrojara luz sobre cómo una célula sigue un camino de desarrollo específico, convirtiéndose en un músculo o célula nerviosa altamente especializada, por ejemplo.
Tener información unicelular sobre accesibilidad a la cromatina permitió al equipo determinar la identidad de una célula y cómo está regulada. Realizaron los experimentos en embriones de mosca de la fruta, un organismo modelo muy importante tanto para la biología del desarrollo como para los modelos de enfermedades, pero el enfoque puedese aplicará a cualquier especie. Los resultados identificaron miles de elementos reguladores previamente desconocidos que se usan solo en un subconjunto de celdas y predijeron cuándo y dónde cada elemento está activo durante el desarrollo. Los datos, disponibles a través de un navegador fácil de usar ver más abajo, revela una gran cantidad de diferencias entre los tipos de células y proporciona un recurso poderoso para futuros estudios.
Este trabajo fue el resultado de una colaboración entre James Reddington y David Garfield en el grupo Furlong en EMBL, y Darren Cusanovich en el grupo de Jay Shendure en la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington, Seattle. Mirando hacia adelante, el equipo de investigación planea expandirseeste estudio, y para integrar otras capas de información unicelular sobre la regulación de las decisiones del destino celular durante la embriogénesis.
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Laboratorio Europeo de Biología Molecular . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud. Referencia del diario
: Cusanovich, Reddington, Garfield et al.
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