Advertencia: Esta página es una traducción de esta página originalmente en inglés. Tenga en cuenta ya que las traducciones son generadas por máquinas, no que todos traducción será perfecto. Este sitio Web y sus páginas están destinadas a leerse en inglés. Cualquier traducción de este sitio Web y su páginas Web puede ser imprecisa e inexacta en su totalidad o en parte. Esta traducción se proporciona como una conveniencia.

Avances en análisis del linaje de la célula

Thought LeadersDr. Jan Philipp Junker Group Leader of The Junker LabMax-Delbrück Center for Molecular Medicine

Una entrevista con el Junker del Dr. enero Philipp, doctorado, conducto por Kate Anderton, BSCA

¿Por qué es importante estudiar linaje de la célula?

Hay una cantidad enorme de diversidad en los tipos de la célula del cuerpo humano y de los organismos modelo. Sospechamos esto durante mucho tiempo pero el reciente desarrollo del transcriptomics unicelular permitió que lo probáramos. Si queremos entender cómo este nivel de diversidad se crea, necesitamos generar nuevos métodos para estudiar linaje de la célula.

Haber: Yurchanka Siarhei/Shutterstock.com

El trazado del linaje es real muy un viejo campo que data del siglo XIX, pero qué ahora necesitamos son las maneras de estudiar la identidad de células y de su origen simultáneamente, en una escala organismo-ancha. Esta información permitirá que fomentemos nuestra comprensión del origen de las enfermedades tipo-relacionadas de la célula a las cuales se conectan, por ejemplo, la ausencia o la sobre-proliferación de ciertos tipos de la célula.

¿Cuáles son cicatrices genéticas? ¿Por qué han sido difíciles de estudiar en el pasado?

Para estudiar linaje de la célula que necesitamos agregar marcadores, o “códigos de barras”, a las células. Hay un par de diversas aproximaciones que la gente introducía marcadores. Un método que se ha utilizado previamente es transfección viral, pero esta técnica tiene algunas limitaciones con respecto a su alcance del uso.

La manera que la hacemos está con el uso de CRISPR-Cas9. Creamos un interruptor del doble-cabo en un transgén de modo que no rompamos cualquier cosa que es importante para la viabilidad de las células. Las células incurren en pequeñas equivocaciones cuando reparar el doble-cabo se rompe. La lesión se repara, pero no perfectamente, generando pequeñas inserciones o supresiones alrededor del sitio del corte. Esto es lo que llamamos una cicatriz genética.

Resulta que estas cicatrices son algo variables en su largo y colocan. La cicatriz se ha creado una vez, él es estable y permanente, significarlo será heredado por todas las células de hija. Esto permite que utilicemos códigos de barras genéticos del linaje de las cicatrices.

¿Por qué han sido difíciles de estudiar en el pasado? Bien, CRISPR-Cas9 es una nueva técnica que era previamente inasequible, pero el otro componente importante es poder leer estas cicatrices en el nivel unicelular, que tiene solamente gracias recientemente convertidos de una posibilidad al revelado de la única célula-genómica.

Contornee por favor su investigación actual en el campo de la genómica unicelular.

Mi equipo de investigación se centra en intentar entender la heterogeneidad de diversos tipos de la célula usando transcriptomics unicelular. Caracterizando la transcripción de células, podemos determinar tipos de la célula y analizar qué lo hace distinto. Estamos utilizando actualmente el trazado del linaje CRISPR-Cas9 para desarrollar estrategias nuevas para entender el origen de los tipos de la célula.

Mi laboratorio es un laboratorio relativamente joven. Comenzamos sobre hace dos y la mitad de años y nuestro documento reciente sobre el trazado del linaje CRISPR-Cas9 es el primer papel importante que hemos publicado.

El otro trabajo que hacemos en el contexto de la genómica unicelular y el transcriptomics unicelular es agregar la información sobre espacio, además de la información sobre tiempo. Esto se llama transcriptomics espacial-resuelto e inventamos recientemente una técnica llamada tomo-seq para hacer esto.

En ARN-seq, usted no tiene típicamente resolución espacial. Esto implica el disolver del tejido o del órgano en un disolvente y el analizar de las células dentro de él. Si usted analiza las células de un tejido en bulto o como células, usted no tiene acceso directo a la información espacial.

En tomo-seq, recogemos una muestra, por ejemplo un embrión de los zebrafish, y después la cortamos en rebanadas finas. Usando un cryotome, podemos seccionar el embrión en muchas rebanadas finas y ordenar el ARN de cada rebanada por separado.

Este método nos da la información espacial que podemos utilizar para determinar configuraciones de la expresión génica de una manera totalmente imparcial.

En 2014, utilizamos tomo-seq para descubrir los nuevos genes que se expresan en ciertos órganos o estructuras embrionarias.

¿Por qué es con CRISPR-Cas9 para estudiar linaje de la célula tal adelanto?

En nuestro estudio, inyectamos simple Cas9 y el ARN de la guía, pero la flexibilidad de los medios CRISPR-Cas9 que usted podría insertar un gen químico-inducible Cas9 en el genoma, permitiendo que usted accione el sistema en los intervalos de desarrollo específicos.

Está también mucho más versátil el sistema cuando está comparado a otros sistemas donde usted, por ejemplo, confíe en la transfección o el trasplante viral. La capacidad de tomar un sistema exógeno, como Cas9, que entendemos muy bien ahora, y puso esto en las células como anotador, agrega una gran cantidad de adaptabilidad.

El hecho de que cree esta diversidad enorme de códigos de barras es muy útil de modo que poder trazar linajes de millares de células del mismo animal. Esto no se podía hacer con ningún otro método fácilmente. Por ejemplo, el número de colores limitan a los reporteros fluorescentes disponibles. Usted puede utilizar diversas combinaciones de estos colores, pero usted se ejecuta muy rápidamente de la resolución espectral.

Con Cas9, usted puede trazar linajes de la célula usando la información de la serie, que aumenta su capacidad de la multiplexación masivo. Importantemente, esta aproximación también permite que determinemos simultáneamente tipos de la célula midiendo los transcriptomes unicelulares.

Embriones de Zebrafish. Haber: Micha Weber/Shutterstock.com

¿Qué conclusiones se pueden hacer sobre usar CRISPR-Cas9 para estudiar linaje de la célula?

El trazado de CRISPR Cas9-lineage es un campo del estudio emergente. Sin embargo, hay también muchas otras ideas nuevas trialed actualmente para el trazado del linaje. Hasta ahora, el foco ha estado en el establecimiento de este método y en confirmar las conclusión anteriores que utilizaron otras técnicas para validar el uso de CRISPR. Apenas estamos comenzando solamente a utilizarlo para obtener conclusión biológicas nuevas.

Estamos viendo ya la novela, configuraciones interesantes y hendiduras del linaje en órganos como el corazón o el páncreas de los zebrafish. Aproximadamente al mismo tiempo como nosotros, dos otros grupos, el laboratorio de Alex Schier y el laboratorio de Alexander van Oudenaarden, los estudios publicados usando CRISPR-Cas9 para el trazado del linaje y la célula simultánea pulsan la identificación. Utilizaron estrategias y sistemas ligeramente diversos, pero el concepto subyacente es lo mismo.

Estoy seguro que trazado del linaje CRISPR/Cas9 será utilizado para hacer muchos descubrimientos interesantes en el futuro con respecto al origen de los tipos de la célula o cómo los árboles del linaje ajustan a la perturbación, pero ahora todavía estamos en los primeros tiempos.  

¿Cómo se podía esta técnica utilizar para ensanchar nuestro conocimiento sobre enfermedades humanas?

Veo dos tipos de usos en los sistemas modelo que pueden perfeccionar nuestra comprensión de la enfermedad humana. Uno sería los defectos de desarrollo donde las opciones del destino de la célula se cambian temprano en el revelado debido a una mutación. El segundo tipo de estudio sería investigar la reacción de un tejido al daño o a otra perturbación, para entender cómo los destinos de la célula cambian bajo tales condiciones.

Pienso que es importante observar que no podemos aplicar CRISPR-Cas9 a los pacientes humanos. Así pues, debemos utilizar los organismos modelo tales como los zebrafish, o potencialmente, los organoids humanos. Estes último serían una avenida muy interesante a explorar.

¿Cuáles son los pasos siguientes para su investigación?

Todavía hay mucho trabajo que se hará en un nivel experimental y de cómputo. En lo que respecta al aspecto de cómputo, ahora que tenemos estos árboles del linaje, necesitamos descubrir lo que podemos aprender de ellos. ¿Cómo podemos condensar esta información, o los análisis estadísticos en estos árboles, entendemos cuando se toman las decisiones de desarrollo?

En el nivel experimental, apenas estamos comenzando a explorar los usos del trazado del linaje CRISPR-Cas9 para entender el mecanismo de la enfermedad. También pienso que sigue habiendo mucho revelado del método ser hecho. Ahora, estamos inyectando Cas9 y el ARN de la guía en el un escenario de la célula, para permitir que registremos divisiones celulares muy tempranas.

Necesitamos perfeccionar el método de modo que poder accionar el sistema de grabación del linaje CRISPR-Cas9 mucho más adelante. Por ejemplo, si usted quiere estudiar el infarto del miocardio en zebrafish, sería mucho mejor etiqueta las células más adelante en el adulto. Así pues, estamos trabajando actualmente en los sistemas que se convierten para ganar de alto nivel de mando sobre el sistema de grabación.

¿Dónde pueden los programas de lectura encontrar más información?

El laboratorio del Junker

Sobre el Dr. Junker

El Dr. Junker graduado de su doctorado en biofísica en el Technische Universität München, Alemania, en 2009 y continuó terminar becas postdoctorales en Massachusetts Institute of Technology, los E.E.U.U., y el instituto de Hubrecht, Utrecht, los Países Bajos.

El Dr. Junker tomó la posición del líder del grupo en el centro Máximo-Delbrück para el remedio molecular, Berlín, Alemania, en 2016, y se está centrando actualmente en desarrollar las técnicas nuevas para la biología de desarrollo cuantitativa.

Kate Anderton

Written by

Kate Anderton

Kate Anderton is a Biomedical Sciences graduate (B.Sc.) from Lancaster University. She manages the editorial content on News-Medical and carries out interviews with world-renowned medical and life sciences researchers. She also interviews innovative industry leaders who are helping to bring the next generation of medical technologies to market.

Citations

Please use one of the following formats to cite this article in your essay, paper or report:

  • APA

    Anderton, Kate. (2018, August 23). Avances en análisis del linaje de la célula. News-Medical. Retrieved on November 24, 2020 from https://www.news-medical.net/news/20180509/Advances-in-Cell-Lineage-Analysis.aspx.

  • MLA

    Anderton, Kate. "Avances en análisis del linaje de la célula". News-Medical. 24 November 2020. <https://www.news-medical.net/news/20180509/Advances-in-Cell-Lineage-Analysis.aspx>.

  • Chicago

    Anderton, Kate. "Avances en análisis del linaje de la célula". News-Medical. https://www.news-medical.net/news/20180509/Advances-in-Cell-Lineage-Analysis.aspx. (accessed November 24, 2020).

  • Harvard

    Anderton, Kate. 2018. Avances en análisis del linaje de la célula. News-Medical, viewed 24 November 2020, https://www.news-medical.net/news/20180509/Advances-in-Cell-Lineage-Analysis.aspx.