cada organismo tem a sua própria árvore genealógica. E como qualquer árvore genealógica, a árvore genealógica de um organismo é mais interessante se for completa e ricamente detalhada. Ou seja, cada membro da árvore genealógica deve ser exibido em seu lugar adequado, juntamente com algumas informações biográficas. No caso de um organismo-um rato, por exemplo—os membros da árvore genealógica são células individuais, e a informação biográfica consiste em perfis de expressão genética.se as árvores familiares integrais pudessem ser montadas, os pesquisadores aprenderiam muito sobre desenvolvimento, envelhecimento e doença. Infelizmente, as árvores familiares que rastreiam o desenvolvimento de tecidos ou organismos foram limitadas a pequenos grupos de células ou tornaram-se vagamente suspeitas, devido a distorções causadas por técnicas de avaliação celular intrusivas.
A boa notícia é que uma nova tecnologia foi desenvolvida que pode servir como uma espécie de ancestry.com para as células de um organismo. Ou seja, ele promete par de informações de ancestralidade celular com leituras moleculares detalhadas, tais como assinaturas transcritionais.
A tecnologia, que é chamada CRISPR Array Repair Lineage tracing (CARLIN), foi desenvolvida por cientistas do Programa de pesquisa de células estaminais no Hospital Pediátrico de Boston e Dana-Farber Cancer Institute/Harvard Medical School. Pode ser usado para rastrear todas as células do corpo, desde o estágio embrionário até a idade adulta.usando uma técnica de” codificação de barras ” e Tecnologia de edição de genes CRISPR, CARLIN pode identificar diferentes tipos de células à medida que emergem e que genes cada um está ativando. Detalhes sobre CARLIN surgiram na “journal Cell”, em um artigo intitulado “An Engineered CRISPR-Cas9 Mouse Line for Simultaneous Readout of Lineage Histories and Gene Expression Profiles in Single Cells”.”
“Este modelo explora a tecnologia CRISPR para gerar até 44.000 códigos de barras transcritos de uma forma indutível em qualquer ponto durante o desenvolvimento ou a idade adulta, é compatível com a codificação sequencial, e é totalmente geneticamente definido”, escreveram os autores do artigo. “Nós temos usado CARLIN para identificar preconceitos intrínsecos na atividade de clones de células estaminais hematopoiéticas do fígado fetal (HSC) e para descobrir um gargalo clonal não apreciado anteriormente na resposta de hscs a lesões.”
“O sonho que muitos de desenvolvimento biólogos tiveram por décadas, é uma forma de reconstruir cada célula de linhagem, célula por célula, como um embrião se desenvolve, ou como um tecido é construído”, disse Fernando Camargo, PhD, senior investigador na Pesquisa de Células-Tronco programa e co-autor sênior do papel com Sahand Hormoz, PhD, pesquisador, Dana-Farber Cancer Institute e professor assistente de biologia de sistemas, Escola de Medicina de Harvard. “Poderíamos usar este modelo do mouse para acompanhar todo o seu desenvolvimento.”
Camargo, Hormoz, and co-first authors for their respective labs—Sarah Bowling, PhD, and Duluxan Sritharan—created the mouse model using a method they call CRISPR Array Repair Lineage tracing, or CARLIN. O modelo pode revelar linhagens celulares—a” árvore genealógica ” na qual as células-mãe criam diferentes tipos de células-filhas-bem como quais genes são ligados ou desligados em cada célula ao longo do tempo.anteriormente, os cientistas só conseguiram rastrear pequenos grupos de células em ratinhos usando corantes ou marcadores fluorescentes. Tags ou códigos de barras também foram usados, mas abordagens anteriores exigiram conhecimento prévio de marcadores para isolar diferentes tipos de células, ou necessária extração e manipulação de células demorada, o que poderia afetar suas propriedades. O advento da CRISPR permitiu aos pesquisadores codificar células sem perturbar as células e seguir a linhagem de milhares de células simultaneamente.
usando uma forma indutível de CRISPR, os pesquisadores podem criar até 44.000 códigos de barras identificadores diferentes em qualquer momento da vida de um mouse. Os cientistas podem então ler os códigos de barras usando outra tecnologia chamada sequenciação de ARN de uma única célula, permitindo a coleta de informações sobre milhares de genes que são ativados em cada célula codificada. Isto, por sua vez, fornece informações sobre a identidade e a função das células.como um caso de teste, os pesquisadores usaram o novo sistema para revelar aspectos desconhecidos do desenvolvimento sanguíneo durante o desenvolvimento embrionário, e para observar a dinâmica de reabastecimento de sangue após a quimioterapia em ratinhos adultos.mas os pesquisadores acreditam que seu sistema também pode ser usado para entender as mudanças nas árvores de linhagem celular durante a doença e o envelhecimento. Além disso, o sistema pode ser usado para registrar a resposta a estímulos ambientais, como exposição a agentes patogénicos e ingestão de nutrientes.
“ser capaz de criar mapas de linhagem de células únicas de tecidos de mamíferos é sem precedentes”, disse Camargo, que também é um membro do Harvard Stem Cell Institute. “Além de suas muitas aplicações para o estudo da biologia do desenvolvimento, nosso modelo irá fornecer uma visão importante sobre os tipos de células e hierarquias que são afetadas à medida que os organismos respondem a lesões e doenças.”
