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Reconstrucción digital de embriones completos durante la organogénesis temprana del ratón

Peng Xie ¹, Juan Shen ², Yi Yang ³

¹Department of Cardiac Surgery, Jiangsu Provincial Key Laboratory of Critical Care Medicine, Zhongda Hospital, Key Laboratory of Developmental Genes and Human Disease, State Key Laboratory of Digital Medical Engineering, School of Biological Science and Medical Engineering, School of Life Science and Technology, Southeast University, Nanjing 210096, China; Coinnovation Center of Neuroregeneration, Nantong University, Nantong 226001, China.
²Institute of Metagenomics, Qingdao-Europe Advanced Institute for Life Sciences, BGI Research, Qingdao 266555, China; BGI Research, Shenzhen 518081, China.
³Department of Cardiac Surgery, Jiangsu Provincial Key Laboratory of Critical Care Medicine, Zhongda Hospital, Key Laboratory of Developmental Genes and Human Disease, State Key Laboratory of Digital Medical Engineering, School of Biological Science and Medical Engineering, School of Life Science and Technology, Southeast University, Nanjing 210096, China.
⁴Medical Research Center and Reproductive Medicine Center, Fujian Key Laboratory of Women and Children's Critical Diseases Research, Fujian Maternity and Child Health Hospital, Fujian Medical University, Fuzhou 350001, China.
⁵School of Mathematics, Sichuan University, Chengdu 610065, China.
⁶School of Data Science, The Chinese University of Hong Kong-Shenzhen, Shenzhen 518172, China.
⁷Guangzhou Laboratory, Guangzhou 510005, China.
⁸MOE Key Laboratory for Cellular Dynamics, Hefei National Center for Physical Sciences at the Microscale, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China.
⁹Medical Research Center and Reproductive Medicine Center, Fujian Key Laboratory of Women and Children's Critical Diseases Research, Fujian Maternity and Child Health Hospital, Fujian Medical University, Fuzhou 350001, China; Shengli Clinical Medical College of Fujian Medical University, Fujian Provincial Hospital, Fuzhou University Affiliated Provincial Hospital, Fuzhou 350001, China.
¹⁰BGI Research, Sanya 572027, China.

⁰Department of Cardiac Surgery, Jiangsu Provincial Key Laboratory of Critical Care Medicine, Zhongda Hospital, Key Laboratory of Developmental Genes and Human Disease, State Key Laboratory of Digital Medical Engineering, School of Biological Science and Medical Engineering, School of Life Science and Technology, Southeast University, Nanjing 210096, China; Coinnovation Center of Neuroregeneration, Nantong University, Nantong 226001, China.

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8 de septiembre de 2025

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Resumen

Los investigadores crearon un "embrión digital" de alta resolución para mapear la expresión génica durante la organogénesis temprana. Esta herramienta revela redes de señalización espacial cruciales para la formación de órganos y la comprensión de los defectos del desarrollo.

Área De La Ciencia

Biología del desarrollo
La genómica
Biología computacional

Sus Antecedentes

La organogénesis temprana es vital para la formación de órganos, pero es vulnerable a los defectos.
Comprender la expresión génica espacio-temporal es clave para descifrar los procesos de desarrollo.

Objetivo Del Estudio

Crear un modelo de embrión digital en 3D de alta resolución para el estudio de la organogénesis temprana.
Mapear la expresión génica y las redes de señalización in situ durante el desarrollo embrionario.

Principales Métodos

El perfil de 285 secciones de serie de los embriones de ratón E7.5-E8.0.
Desarrollo de SEU-3D para la reconstrucción digital del embrión y la transcriptómica espacial.
Aplicación de un enfoque de incrustación de genes y células basado en el espacio.

Principales Resultados

Se han generado mapas espaciotemporales completos del transcriptoma y de la señal a resolución de una sola célula.
Caracterizó el atlas espacial de los derivados del endodermo y el mesodermo.
Se identificó una zona de determinación del primordium (PDZ) involucrada en la formación del primordium cardíaco.

Conclusiones

El embrión digital proporciona una visión sin precedentes de la organogénesis temprana.
Esta plataforma espacial facilita el estudio de los mecanismos de desarrollo y las enfermedades.

Palabras clave:

Comunicación de señales entre capas germinales embrión digital organogénesis temprana Zona de determinación del primordium Transcriptoma 3D de una sola célula Creciente cardíaco