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Control de la variabilidad de los transcritos en las células de mamíferos individuales

Nico Battich ¹, Thomas Stoeger ¹, Lucas Pelkmans ²

⁰Faculty of Sciences, Institute of Molecular Life Sciences, University of Zurich, 8006 Zurich, Switzerland; Systems Biology PhD Program, Life Science Zurich Graduate School, ETH Zurich and University of Zurich, 8057 Zurich, Switzerland.

Cell +

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22 de diciembre de 2015

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Resumen

La variabilidad celular es en su mayoría predecible, no aleatoria. Los procesos nucleares amortiguan el ruido de expresión génica, asegurando la estabilidad de la abundancia de la transcripción citoplasmática en las células humanas.

Área De La Ciencia

Biología celular y molecular
La genómica
Biología de sistemas

Sus Antecedentes

Comprender la variabilidad de célula a célula es crucial para la biología.
Distinguir la estocasticidad de los factores deterministas en la expresión génica es un desafío clave.

Objetivo Del Estudio

Investigar las fuentes de variabilidad en la abundancia de transcripciones citoplasmáticas en células humanas individuales.
Determinar hasta qué punto esta variabilidad es estocástica versus predecible.

Principales Métodos

Utilizó transcriptómica basada en imágenes en millones de células humanas individuales.
Desarrolló modelos multivariados que integran el estado fenotípico y el contexto de la población.
Empleó multiplexación computacional para analizar cientos de genes.
Realizó modelado matemático y validación experimental.

Principales Resultados

La variabilidad de abundancia de transcripción citoplasmática es grande pero mínimamente estocástica para la mayoría de los genes.
Los modelos predictivos que incorporan el estado de la célula y el contexto pronostican con precisión los niveles de transcripción.
Un complejo sistema regulador gobierna la variabilidad de la abundancia de transcripciones.
La retención nuclear y el transporte de transcripciones amortiguan el ruido transcripcional.

Conclusiones

La compartimentación celular, específicamente dentro del núcleo, es crítica para amortiguar el ruido de la expresión génica.
Este amortiguamiento nuclear evita que el ruido transcripcional citoplasmático afecte el control de la abundancia de transcripciones de una sola célula.
La variabilidad en la expresión génica es en gran medida determinista y predecible en función del estado celular.

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