Investigadores de los Institutos Nacionales de Salud han publicado un atlas del desarrollo del pez cebra, que detalla los programas de expresión genética que se activan dentro de casi todos los tipos de células durante los primeros cinco días de desarrollo, un período en el que los embriones maduran a partir de un único célula en distintos tipos de células. Estas diversas células se convierten en tejidos y órganos que forman peces juveniles capaces de nadar y buscar alimento. Los hallazgos se publican en Developmental Cell.
“Tal vez sea sorprendente que el diminuto pez cebra nos brinde información importante sobre el desarrollo humano y las enfermedades. Muchos de los programas de expresión genética que dirigen el crecimiento embrionario son similares en peces, personas y otros animales”, afirmó. dijo Christopher McBain, Ph.D., director científico del Instituto Nacional de Salud Infantil y Desarrollo Humano (NICHD) Eunice Kennedy Shriver, que realizó el trabajo.
“Dado que el pez cebra es visiblemente transparente, fertiliza los huevos externamente y es fácil de estudiar genéticamente, representan una forma única y efectiva de modelar enfermedades humanas”.
El proceso de desarrollo embrionario está orquestado por instrucciones en el ADN que dirigen diferentes programas de expresión genética dentro de células individuales, que dan diferentes tipos de células. sus características funcionales únicas. Para crear el atlas, el equipo de estudio utilizó un método llamado secuenciación de ARN unicelular para identificar programas de expresión genética en el transcurso de cinco días, con muestras tomadas cada dos a 12 horas.
El atlas resultante sigue casi 490.000 células de forma continua durante 120 horas después de la fertilización, con un promedio de 8.621 transcripciones y 1.745 genes detectados por célula. Luego, el equipo de estudio clasificó estos datos entre tipos de células y estados celulares conocidos durante el desarrollo.
Para resaltar el atlas’ utilidad, el equipo se centró en el desarrollo de células poco estudiadas, incluidas las células intestinales llamadas células BEST4+, que están relacionadas con enfermedades gastrointestinales y cáncer en las personas. Se sabe poco sobre cómo se desarrollan estas células porque están ausentes en otros organismos modelo comunes, como los ratones.
Utilizando el atlas, el equipo predijo computacionalmente el programa de desarrollo completo de las células BEST4+, incluidas las señales que inician el desarrollo de las células. desarrollo y factores de transcripción que llevan a cabo el proceso. Estos hallazgos se pueden evaluar en organismos modelo o muestras clínicas para comprender mejor el papel de las células BEST4+ en las enfermedades humanas.
“Nuestro atlas sobre el desarrollo temprano del pez cebra es un recurso extremadamente completo que describe el programa de expresión de cientos de tipos de células en 62 etapas de desarrollo”. dijo el autor principal Jeffrey A. Farrell, Ph.D., investigador de Earl Stadtman y jefe de la Unidad de Especificación y Diferenciación Celular del NICHD.
“A partir de este atlas, hicimos descubrimientos sobre células poco estudiadas, incluidas las células intestinales involucradas en enfermedades humanas, músculo liso que rodea el intestino. y células que rodean los vasos sanguíneos. Hay muchos más avances esperando ser descubiertos y esperamos ver qué puede hacer la comunidad de investigación con nuestro atlas de código abierto”.
El atlas es de acceso público para la comunidad de investigación en general en https://daniocell.nichd.nih.gov. Además de explorar los datos en línea a través del sitio web, los datos también se pueden descargar en formatos adicionales para volver a analizarlos. Un timelapse del desarrollo temprano del pez cebra está disponible para su visualización, así como imágenes microscópicas relacionadas con el estudioRecorrido virtual de los NIH.
Fuente: medicalxpress.com