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» » La reconstrucción de la historia vital de una sola célula

Referencia: Phys.org , 29 de junio 2014

Los investigadores han desarrollado nuevos métodos para rastrear el historial vital de las células individuales regresando a sus orígenes en el óvulo fecundado. Al mirar la copia del genoma humano presente en las células sanas, pudieron construir una imagen de cada desarrollo celular del embrión inicial, en su viaje para convertirse en parte del órgano de un adulto.


Durante la vida de un individuo, todas las células de su cuerpo desarrollan mutaciones, conocidas como mutaciones somáticas, que no se heredan de los padres ni se transmiten a la descendencia. Estas mutaciones somáticas llevan un registro codificado de las experiencias vitales de cada célula.

Al observar el número y tipo de mutaciones en el ADN de una célula, los investigadores pudieron precisar si la célula se había dividido un par de veces o muchas veces, y detectar las huellas, conocidas como firmas, de los procesos de daño y reparación del ADN a los que han estado expuestas las células durante la vida del individuo. Por otra parte, al comparar las mutaciones de cada célula con las de otras células del cuerpo, los científicos han podido trazar un árbol detallado de desarrollo del huevo fecundado.

"Con este nuevo enfoque, podemos mirar hacia atrás en el desarrollo de un organismo", afirma el Dr. Sam Behjati, primer autor del Wellcome Trust Sanger Institute. "Si podemos entender mejor cómo las células normales y sanas mutan cuando se dividen durante la vida de una persona, ganaremos una visión fundamental dentro de lo que puede considerarse como normal y en qué se diferencia de lo que vemos en las células cancerosas."

El equipo estudió las células de ratón del estómago, el intestino delgado y el grueso y la próstata. Las células individuales fueron cultivadas para producir el suficiente ADN y secuenciarlo con precisión. Con el tiempo, la tecnología de secuenciación de una sola célula se desarrollará de tal manera que este tipo de experimentos se puedan realizar utilizando una sola célula. Sin embargo, las pequeñas cantidades de ADN de las células individuales en cuanto a mutaciones no son actualmente lo suficientemente precisas para reconstruir linajes exactos.

Los investigadores registraron diferencias en el número de mutaciones de las células de los diferentes tejidos estudiados, probablemente atribuibles a las diferencias en las tasas de división celular. Por otra parte, se encontraron diferentes patrones de mutación en células de diferentes tejidos, lo que sugiere que estuvieron expuestas a diferentes procesos de daño y reparación del ADN, reflejando diferentes experiencias vitales.

Este experimento hizo uso de ratones sanos. Si las tasas de mutación son similares a las células humanas, estas técnicas podrían utilizarse para proporcionar una visión de las historias vitales de las células humanas normales.

"El cuerpo humano adulto se compone de 100 mil millones de células, todas ellas se han originado a partir de un solo óvulo fertilizado", explica el profesor Mike Stratton, autor principal del estudio y director del Instituto Sanger. "Una aplicación mucho más amplia de este enfoque nos permitirá ofrecer una imagen clara de cómo las células adultas se han desarrollado a partir del óvulo fertilizado. Además, al mirar los números y tipos de mutación en cada célula que seremos capaces de obtener un diario, escrito en el ADN, de lo que cada célula sana ha ido experimentando durante toda su vida, y después podremos explorar cómo esos cambios se correlacionan con las enfermedades humanas ".


- Fuente: Nature, vía Wellcome Trust Sanger Institute .
- Publicación: Behjati et al. (2014) Genome sequencing of normal cells reveals developmental lineages and mutational processes. Nature DOI: 10.1038/nature13448.
- Imagen.1. División celular.
- Imagen.2. Número y espectro de sustitución de mutaciones en organoides individuales. De Nature.com.
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Editor del blog Pedro Donaire

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