Comunicado: Investigadores de los NIH crean un atlas genético que detalla las primeras etapas de desarrollo del pez cebra

El pez cebra es un modelo importante para estudiar la progresión embrionaria en vertebrados

Lunes, Diciembre 18, 2023
Un solo pez es de color negro y tostado con un ojo grande, corazón rojo, vientre y cola larga.
Pez cebra juvenil de cuatro días con tejidos y órganos diferenciados.
Crédito: M. Nunneley, A. Sur, y J. Farrell, NICHD/NIH

Investigadores de los Institutos Nacionales de la Salud publicaron un atlas del desarrollo del pez cebra. Allí se detallan 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 desde una sola célula y se convierten 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 resultados aparecen en Developmental Cell.

"Tal vez sea sorprendente que el diminuto pez cebra nos proporcione información importante sobre el desarrollo humano y las enfermedades. Muchos de los programas de expresión genética que se centran en el crecimiento embrionario son similares en peces, personas y otros animales", 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. Representa una forma única y eficaz de modelar las enfermedades humanas".

Las instrucciones en el ADN que dirigen diferentes programas de expresión genética dentro de las células individuales instrumentan el proceso de desarrollo embrionario, lo que otorga a los diferentes tipos de células sus características funcionales únicas. Para crear el atlas, el equipo de estudio utilizó un método llamado 'secuenciación de ARN unicelular' con el fin de identificar programas de expresión genética en el transcurso de cinco días, con muestras tomadas cada un lapso de entre dos y 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 estados celulares y tipos de células conocidos durante el desarrollo.

Para resaltar la utilidad del atlas, 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 y los factores de transcripción que llevan a cabo el proceso. Estos hallazgos pueden evaluarse 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 director de la Unidad de Especificación y Diferenciación Celular en el contenido de Inglés del NICHD. "A partir de este atlas, hicimos descubrimientos sobre células poco estudiadas, incluidas las células intestinales involucradas en enfermedades humanas, el músculo liso que rodea el intestino y las 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 en el contenido de Inglés. Además de explorar los datos en línea a través del sitio web, estos también se pueden descargar en formatos adicionales para volver a analizarlos. Una secuencia rápida de imágenes del desarrollo temprano del pez cebra en el contenido de InglésNotificacion de salida está disponible para su visualización, así como imágenes de microscopía relacionadas con el estudio en el contenido de InglésNotificacion de salida. Para obtener más información sobre el Centro sobre el Pez Cebra de los NIH, diríjase a la Visita virtual de los NIH en el contenido de Inglés.

REFERENCIA:

Sur A., et. al. Single-cell analysis of shared signatures and transcriptional diversity during zebrafish development. en el contenido de InglésDevelopmental Cell DOI: 10.1016/j.devcel.2023.11.001 (2023)

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Acerca del Instituto Nacional de Salud Infantil y Desarrollo Humano Eunice Kennedy Shriver (NICHD): El NICHD lidera la investigación y la capacitación para comprender el desarrollo humano, mejorar la salud reproductiva, mejorar la vida de niños y adolescentes, y optimizar las habilidades para todos. Si desea más información, visite https://espanol.nichd.nih.gov.

Acerca de los Institutos Nacionales de la Salud (NIH): NIH, la agencia de investigación médica de los EE. UU., incluye 27 institutos y centros, y es un componente del Departamento de Salud y Servicios Humanos de los EE. UU. NIH es la principal agencia federal que realiza y apoya investigaciones médicas básicas, clínicas y traslacionales, y que investiga las causas, los tratamientos y las curas para enfermedades comunes y raras. Para obtener más información sobre los NIH y sus programas, visite https://salud.nih.gov.

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