Análisis epigenómico de la diferenciación multilineaje de las células madre embrionarias humanas

Área de la Ciencia:

• Biología del desarrollo Biología del desarrollo.
• La epigenética es la epigenética.
• La genómica es la genómica.

Sus antecedentes:

• Los mecanismos epigenéticos son cruciales para el desarrollo de los mamíferos, sin embargo, sus funciones precisas siguen siendo incompletamente comprendidas.
• Investigar la regulación epigenética proporciona información sobre el desarrollo embrionario y los procesos de diferenciación celular.

Objetivo del estudio:

• Caracterizar sistemáticamente la metilación del ADN, las modificaciones de la cromatina y el transcriptoma durante la diferenciación de las células madre embrionarias humanas.
• Para dilucidar los distintos mecanismos epigenéticos que rigen la expresión génica temprana versus tardía del desarrollo.

Principales métodos:

• Las células madre embrionarias humanas se diferenciaron en células madre mesendodérmicas, progenitoras neurales, tipo trofoblasto y células madre mesenquimales.
• Se realizó un análisis exhaustivo de los patrones de metilación del ADN, las modificaciones de las histonas (por ejemplo, H3K27me3) y la expresión génica (transcriptoma) en todos los linajes.
• Identificación y caracterización de grandes regiones genómicas pobres en metilación llamadas valles de metilación del ADN (DMV).

Principales resultados:

• Los promotores activos en el desarrollo temprano son ricos en CG, utilizando H3K27me3 para silenciar en linajes no expresantes.
• Los promotores de los genes de etapa posterior son pobres en CG, y emplean principalmente la metilación del ADN para la represión.
• Los genes reguladores del desarrollo temprano se encuentran con frecuencia dentro de los DMV, que están en gran medida libres de metilación del ADN en la mayoría de los linajes.

Conclusiones:

• Diferentes estrategias epigenéticas, incluyendo la metilación del ADN y H3K27me3, regulan las etapas temprana y tardía de la diferenciación de células madre embrionarias.
• Los valles de metilación del ADN (DMV) representan una nueva característica genómica asociada con la regulación génica del desarrollo temprano.