Science ha elegido los análisis de actividad génica de célula única a través del tiempo como su avance del año para 2018, dando así su reconocimiento a una serie de métodos que en su conjunto permiten a los investigadores determinar, a nivel de célula individual, qué genes se activan y desactivan a medida que un embrión temprano se desarrolla. «Estas tecnologías generan algunas de las películas más extraordinarias que se hayan hecho, y muestran cómo una sola célula se convierte en los intrincados tejidos y órganos de un animal maduro», afirma Tim Appenzeller, editor de noticias de Science. El proceso consiste en aislar células enteras de organismos, secuenciar sus contenidos genómicos en lo que se conoce como ARN-Seq de una célula y etiquetar las células tempranas y sus descendientes, con el fin de rastrear cómo se dividen en múltiples tipos durante el desarrollo. Los científicos postulan que el ARN-Seq de célula única podría transformar el panorama de la biología básica y la investigación médica en los próximos diez años. «La capacidad de aislar miles de células individuales y secuenciar el material genético de cada una ofrece una instantánea acerca del ARN que se está produciendo en cada célula en ese preciso momento. Dado que las secuencias de ARN son específicas de los genes que las produjeron, los investigadores pueden identificar inmediatamente los genes que están activos. Estos genes activos definen lo que hace una célula», afirma la redactora interna de Science Elizabeth Pennisi. «Solo en 2018, los estudios detallaron cómo un gusano plano, un pez, una rana y otros organismos comienzan a formar órganos y apéndices. «En todo el mundo hay grupos que aplican estas técnicas para estudiar cómo maduran las células humanas a lo largo de toda la vida, cómo se regeneran los tejidos y cómo cambian las células durante enfermedades como el cáncer», señala Pennisi. Como potente complemento de la secuencia de ARN de célula única, los investigadores han introducido "rastreadores" moleculares (mediante etiquetas fluorescentes o la técnica de edición de genes conocida como CRISPR) en las primeras células embrionarias para marcarlas y rastrear cómo se acaban convirtiendo en distintos linajes celulares en estadios posteriores del desarrollo. «Al combinar estas técnicas con la secuenciación de ARN de una sola célula, los científicos pueden monitorizar el comportamiento de las células individuales y ver cómo encajan en la arquitectura del despliegue del organismo. Otros están aplicando técnicas similares para rastrear lo que sucede en los órganos, extremidades u otros tejidos en desarrollo, y cómo esos procesos pueden ir mal, resultando en malformaciones o enfermedades», añade Pennisi.
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