Los investigadores de EMBL Heidelberg y de la Facultad de Medicina de la Universidad de Padua han creado la primera descripción completa del desarrollo embrionario temprano, que representa cada célula del embrión. Este 'embrión virtual' ayudará a responder cómo los diferentes tipos de células enun organismo puede originarse en un solo óvulo. Los resultados se publican el 20 de abril en la revista Celda .
"¿Cómo se generan los diferentes tipos de células en el cuerpo durante el desarrollo embrionario de un óvulo, que es solo una célula? Esta es una de las preguntas más fundamentales en biología", explica el Dr. Pierre Neveu, líder del grupo en EMBLHeidelberg, exponiendo los fundamentos de la investigación que él y su grupo han realizado en colaboración con el grupo del Dr. Lars Hufnagel.
Si bien responder esta pregunta es esencial para comprender cómo se forman los organismos multicelulares, estudiar los mecanismos de desarrollo que impulsan esta diversificación celular a nivel de células individuales, de todo el genoma y de todo el embrión es una tarea difícil ". Hasta ahora nos ha faltado unacomprensión integral de los programas de expresión génica. Estos instruyen a las células individuales a formar los diferentes tipos de células necesarias para construir un embrión ", explica la Dra. Hanna Sladitschek, primera autora del estudio, ex postdoc en EMBL Heidelberg y ahora en la Universidad deEscuela de Medicina de Padua. A pesar de los recientes avances en el campo, una representación completa del desarrollo embrionario, que representa cada célula en el espacio y el tiempo, no se ha logrado hasta ahora.
Los investigadores de EMBL pudieron resolver este problema construyendo un 'embrión virtual' de Phallusia mammillata - un tipo de organismo marino conocido como chorro de mar, que se encuentra en el Mar Mediterráneo y el Océano Atlántico. Esta especie fue elegida como un sistema modelo porque está relacionada con los vertebrados y cada individuo tiene el mismo número de células, lo que facilita combinar las observaciones de muchos especímenes.
Este embrión virtual describe la expresión génica y la morfología de cada célula de un embrión en cada división celular en las primeras etapas de desarrollo, mostrando la evolución de una sola célula a la etapa de 64 células. Después de estas primeras siete divisiones celulares, los destinos del futuro nervio, cerebro, células germinales, precursores de células sanguíneas y músculos ya están especificados. Esto lo convierte en la primera descripción completa del desarrollo temprano que representa cada célula en un embrión. Describe tanto la expresión génica:cómo se expresa y aparece la información genética de una célula, y su posición espacial. Para generar este atlas integral, los investigadores combinaron la transcriptómica unicelular de alta resolución y la imagen de hoja de luz.
"Nuestro modelo muestra que es posible conocer la ubicación y el historial de una célula individual mediante el análisis de su expresión génica", dice Neveu. "Además, encontramos que si bien la regulación de la expresión génica es muy precisa dentro de un embrión,las diferencias en el tiempo de desarrollo explican la variación observada entre embriones individuales "
En general, se piensa que la expresión génica es un proceso ruidoso, en otras palabras, uno que muestra un elemento de aleatoriedad, sin embargo, los nuevos resultados muestran que es notablemente reproducible y coordinado a través de las células en un embrión dado ". ¿Cómo es eso?¿Cómo se logra la coordinación? ¿Cómo se coordina el embrión entre las dos mitades del embrión simétrico espejo? ", dice Neveu, destacando algunas de las nuevas preguntas que los científicos quisieran responder.
"Nuestros estudios representan un salto adelante en el campo emergente de la genómica del desarrollo", dice Hufnagel. "Ahora que hemos trabajado con un organismo con un pequeño número de células, por supuesto será muy interesante extender nuestro trabajo a los mamíferos, que tienen muchas más celdas! "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Laboratorio Europeo de Biología Molecular . Original escrito por Mathias Jäger. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :