La fusión celular de primates desentraña la divergencia reguladora de genes en el desarrollo neurológico

Área de la Ciencia:

• Biología evolutiva
• Neurociencia del desarrollo
• La genética

Sus antecedentes:

• Estudiar la evolución humana es un desafío debido al acceso limitado a los tejidos de los primates.
• Los estudios comparativos in vitro con células madre pluripotentes inducidas ofrecen información sobre los rasgos específicos de las especies.
• Los organoides cerebrales son valiosos para estudiar el desarrollo neuronal de los primates, pero las comparaciones entre especies enfrentan desafíos.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una nueva plataforma para estudiar la divergencia de especies en el desarrollo cortical cerebral de los primates.
• Para superar las limitaciones en las comparaciones de organoides entre especies, como el tiempo de desarrollo y la variabilidad de la diferenciación.
• Investigar la divergencia de la expresión génica e identificar los fundamentos moleculares de los rasgos específicos del ser humano.

Principales métodos:

• Generación de células madre híbridas tetraploides mediante la fusión de células madre pluripotentes inducidas por humanos y chimpancés.
• Diferenciación de las células madre híbridas en organoides neurales para el análisis comparativo.
• Análisis de la divergencia de la expresión génica cis- y trans-activa a través de tipos celulares y etapas de desarrollo.

Principales resultados:

• Los organoides híbridos proporcionan un sistema controlado para diseccionar las diferencias de expresión génica entre el desarrollo neuronal humano y el chimpancé.
• Se identificó una firma de selección en los genes relacionados con los astrocitos.
• Se observó un aumento de la regulación del gen receptor de la somatostatina humana 2 (SSTR2), con una respuesta humana específica a su modulación.

Conclusiones:

• La plataforma de células madre híbridas tetraploides permite un estudio detallado de la regulación génica específica de la especie en el desarrollo neuronal.
• Los hallazgos destacan el papel de los genes relacionados con los astrocitos y SSTR2 en la divergencia evolutiva humana.
• Este enfoque tiene el potencial de dilucidar la base molecular de la evolución humana y los trastornos asociados.