Análisis dinámicos a nivel de sistemas del cambio de destino en las células madre embrionarias murinas

Área de la Ciencia:

• * Biología de las células madre.
• * Biología molecular y de sistemas.
• * Epigenética y regulación génica.

Sus antecedentes:

• * El destino de las células madre embrionarias (CEM) se rige por complejas interacciones entre los mecanismos epigenéticos, transcripcionales y de traducción.
• * La interacción precisa de estas capas reguladoras durante las transiciones del destino celular sigue siendo incompletamente entendida.
• * Nanog es un regulador crítico de la pluripotencia, y su regulación a la baja sirve como una perturbación para estudiar la dinámica del destino celular.

Objetivo del estudio:

• * Para investigar dinámicamente la regulación molecular de múltiples capas del destino ESC murino después de una perturbación definida.
• * Para dilucidar el flujo de información a través del epigenoma, el transcriptoma y el proteoma durante los cambios en el destino celular.
• * Comprender la secuencia temporal de los eventos reguladores y su contribución a la diferenciación de las células madre.

Principales métodos:

• * Análisis dinámico a nivel de sistemas de las ECS murinas durante 5 días.
• * Medición de la acetilación global de histonas, el ARN polimerasa II unido a la cromatina, el ARNm y los niveles de proteínas nucleares.
• * Desregulación de Nanog como la perturbación específica para inducir cambios en el destino celular.

Principales resultados:

• * Una sola perturbación genética (downregulation Nanog) indujo cambios progresivos y generalizados a través de múltiples capas reguladoras moleculares.
• * Una proporción significativa de los cambios en el nivel de proteínas nucleares se produjo sin cambios correspondientes en la expresión del ARNm, lo que indica roles para la regulación traslacional y post-traduccional.
• * El análisis de la ontología genética reveló que los eventos mediados por el factor de transcripción preceden a la reconfiguración de la cromatina en la alteración del destino celular.

Conclusiones:

• * El destino de las células madre está determinado por mecanismos reguladores complejos y de múltiples capas que involucran epigenética, transcripción, traducción y modificaciones post-traduccionales.
• * La dinámica temporal de los cambios moleculares proporciona información sobre la reconfiguración de las redes reguladoras de genes.
• * Este estudio avanza en la biología de sistemas mediante la integración de múltiples especies moleculares, capas reguladoras y datos temporales para comprender la determinación del destino de las células madre.