Reconstrucción de la historia genética de una célula

Todas las células de un ser humano provienen de una única célula original,  que a través de sucesivas divisiones va dando lugar a los diferentes linajes celulares y tejidos. A lo largo de la vida de un individuo sus células acumulan mutaciones en el material genético, denominadas mutaciones somáticas debido a que no proceden de sus padres. Estas mutaciones constituyen un registro molecular de los antepasados de cada célula y pueden ser utilizadas para reconstruir su historia.

Un equipo de investigadores del Wellcome Trust Sanger Institute, en el Reino Unido, en colaboración con otros centros internacionales acaba de publicar  en la revista Nature la reconstrucción de las divisiones y mutaciones ocurridas en un conjunto de linajes celulares de ratón, desde el estadío embrionario hasta la edad adulta.

Los investigadores tomaron células individuales del estómago, intestino delgado e intestino grueso de dos ratones adultos y las crecieron hasta obtener líneas clonales que proporcionaran suficiente ADN para su análisis. Entonces, secuenciaron el genoma completo de las 25 lineas clonales obtenidas, así como el ADN extraído de la cola de los ratones. La comparación del genoma de cada línea clonal con el genoma de ratón de referencia permitió identificar las mutaciones somáticas que se habían acumulado en cada linaje y la comparación entre los genomas de las líneas clonales permitió, tras diferentes aproximaciones computacionales obtener un árbol filogenético que reflejara los cambios genéticos producidos desde los estadíos embrionarios hasta las células del tejido adulto.

El análisis de la reconstrucción proporciona diferentes conclusiones. La primera de ellas es que las células hijas obtenidas en las divisiones celulares del embrión temprano no contribuyen siempre de la misma manera en los tejidos adultos. Otra conclusión es que los diferentes tejidos adquieren diferente frecuencia de mutaciones somáticas, algo que puede ser explicado por una diferente tasa de mutación en los tejidos o por diferencias en la tasa de división de los linajes desde la fertilización del óvulo. Por último, en este estudio, los investigadores obtienen líneas clonales a partir de células individuales, pero es de esperar que en el futuro las tecnologías de secuenciación permitan secuenciar el genoma de una única célula de forma que se puedan obtener filogenias celulares precisas.

Las implicaciones del estudio son importantes. El registro de mutaciones somáticas puede reflejar la evolución de las células normales a células cancerosas, así como proporcionar información sobre el desarrollo de diferentes tejidos. Sam Behjati, primer autor del trabajo lo expresa de la siguiente manera: “Si podemos entender cómo mutan las células normales, sanas, conforme se van dividiendo a lo largo de la vida de una persona, ganaremos un conocimiento fundamental de como difieren de las células del cáncer”.

Referencia: Behjati S et al. Genome sequencing of normal cells reveals developmental lineages and mutational processes. Nature 2014 DOI:10.1038/nature13448

Fuente: https://www.sanger.ac.uk/about/press/2014/140629.html

Células de cáncer de piel de ratón. Imagen: Catherine and James Galbraith, Oregon Health and Science University, Knight Cancer Institute (Image and Video Gallery, National Institute of Health, EEUU)

Células de cáncer de piel de ratón. Imagen: Catherine and James Galbraith, Oregon Health and Science University, Knight Cancer Institute (Image and Video Gallery, National Institute of Health, EEUU)

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