La epigenómica de una sola célula revela los mecanismos del desarrollo cortical humano

Área de la Ciencia:

• La neurociencia
• La genómica
• Biología del desarrollo

Sus antecedentes:

• Los cambios en el estado de la cromatina son cruciales para la diferenciación celular y la regulación génica durante el desarrollo.
• El destino celular y la identidad topográfica en el cerebro en desarrollo son clave para la identidad celular y las vulnerabilidades de los trastornos del desarrollo neurológico.

Objetivo del estudio:

• Identificar patrones de accesibilidad de la cromatina específicos del tipo de célula en el cerebro humano en desarrollo.
• Comprender los elementos reguladores que rigen la neurogénesis y la especificación del destino celular.
• Comparar el desarrollo del cerebro humano in vivo con los modelos de organoides cerebrales.

Principales métodos:

• Ensayos de una sola célula para la accesibilidad de las transposasas mediante secuenciación (scATAC-seq) en tejido primario del cerebro anterior humano.
• Análisis imparciales para identificar cambios específicos del tipo celular y de la región cerebral en la accesibilidad de la cromatina.
• Análisis integrador para predecir los elementos reguladores candidatos específicos del tipo de célula.

Principales resultados:

• Loci genómicos identificados con cambios dinámicos de accesibilidad de la cromatina específicos del tipo de célula durante la neurogénesis.
• Los organoides cerebrales recapitulan en gran medida la accesibilidad del potenciador, pero se pierden algunas regiones de cromatina abiertas in vivo.
• Descubrió diversidad en las células progenitoras neurales corticales e implicó la señalización del ácido retinoico en la especificación del linaje neuronal de la corteza prefrontal.

Conclusiones:

• El estado de la cromatina contribuye significativamente a la diversidad de tipos celulares y la especificación del destino celular en el cerebro en desarrollo.
• Proporciona un marco para evaluar la precisión de los organoides cerebrales como modelos para el desarrollo cortical.
• Destaca la importancia de estudiar la dinámica de la cromatina in vivo para comprender el desarrollo y los trastornos cerebrales.