Un atlas cis-regulador en el maíz a resolución de una sola célula

Área de la Ciencia:

• Genómica de las plantas
• Biología molecular
• Biología del desarrollo

Sus antecedentes:

• Los elementos cis-reguladores (CREs) controlan la expresión génica crucial para las funciones celulares especializadas.
• La comprensión de los CREs y los factores de transcripción (TF) es clave para descifrar la regulación génica y la diversidad celular.

Objetivo del estudio:

• Mapear las CREs y las TF en seis órganos de maíz utilizando genómica de una sola célula.
• Identificar los factores reguladores que definen la identidad celular, la organización de la cromatina y la expresión génica.
• Investigar la dinámica evolutiva de las CREs y las TF entre el maíz y la Arabidopsis thaliana.

Principales métodos:

• Perfiles genómicos de una sola célula de seis órganos de maíz.
• Análisis de la combinatoria del factor de transcripción (TF) y de la actividad no celular autónoma.
• Identificación de los TF implicados en las interacciones cromatínicas de orden superior.
• Análisis genómico comparativo con Arabidopsis thaliana.

Principales resultados:

• Los CREs específicos de tipo celular están enriquecidos para la actividad potenciadora y se localizan en retrotransposones LTR no metilados.
• Los CREs son puntos de acceso para las variantes genéticas asociadas al fenotipo y objetivos de selección en el mejoramiento del maíz.
• Se identificaron dinámicas de TF y CRE conservadas y divergentes entre el maíz y la Arabidopsis, revelando la evolución de la red reguladora de genes.
• Desarrolló Socrates, un software de análisis de una sola célula para la variación cis-regulatoria.

Conclusiones:

• Este atlas CRE proporciona un recurso fundamental para comprender la regulación y el desarrollo de los genes del maíz.
• Los CREs juegan un papel importante en la adaptación y la reproducción de las plantas, al albergar importantes variantes genéticas.
• Los análisis comparativos destacan la plasticidad evolutiva de las redes reguladoras de genes en las plantas.
• El software Socrates ofrece una herramienta versátil para estudios cis-regulatorios entre especies.