El diseño interior de las células humanas se mapea por primera vez, un avance que podría revolucionar el cuidado de la salud


Una de las primeras representaciones en 3D que utiliza la nueva técnica muestra la célula con 17 de sus componentes principales – Instituto Allen para la Ciencia Celular

Los científicos acaban de revelar una nueva forma de ver cómo se organizan las células, arrojando luz moderna sobre los componentes básicos de la vida.

En una nueva base de datos de 200.000 imágenes, los científicos han capturado detalles de la rica variación en sus formas, incluso entre células genéticamente idénticas cultivadas en las mismas condiciones.

Publicada en la revista Nature esta semana, la investigación es la culminación de todo el trabajo que ha realizado el Instituto Allen para la Ciencia Celular desde su lanzamiento hace 8 años.

Este hito en la biología celular, similar al descubrimiento de los “principios de diseño” de la célula, desbloquea el potencial para encontrar nuevos tratamientos para enfermedades en las que las células funcionan mal y los métodos y descubrimientos son generalizables a prácticamente cualquier célula.

Para el estudioLos investigadores han creado un nuevo método para analizar células humanas que produce un nuevo tipo de información más allá de la genómica: organización espacial 3D derivada computacionalmente y morfología: esencialmente, la forma de una célula y cómo sus componentes internos están organizados en tres dimensiones.

Después de aplicar números y principios matemáticos a la organización de las células, descubrieron la variación infinita en las formas de las células.

Usando análisis computacionales, los investigadores han desarrollado lo que ellos llaman un ‘espacio de forma’ que describe la forma externa. Esto incluye cosas como el volumen, el estiramiento y la “pera-ness” o “bean-ness” de su forma.

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Instituto Allen

El nuevo tipo de datos permitirá a los investigadores descubrir los principios fundamentales de forma y organización interna. Comprender cómo las células organizan sus partes en condiciones saludables, y el rango de variabilidad dentro de lo “normal”, es clave para comprender qué es lo que falla en la enfermedad.

Algunos de los primeros principios organizativos que descubrimos incluyen:

  • Las células organizan sus estructuras internas de manera similar a pesar de la amplia variación en la forma, lo que demuestra una “robustez de la posición de los orgánulos dentro de una célula”.
  • La ubicación importa: las células en el borde de las colonias parecían tener una forma y una disposición específicas de los orgánulos internos. Estas células también tienen diferentes expresiones de proteínas.

“Parte de lo que hace que la biología celular sea intratable es el hecho de que cada célula se ve diferente, incluso cuando son del mismo tipo de célula”, dijo Wallace Marshall, profesor de bioquímica y biofísica en la Universidad de California en San Francisco, y un miembro del Consejo Asesor del Instituto Allen.

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“Esta misma variabilidad que ha plagado durante mucho tiempo el campo es, de hecho, una oportunidad para estudiar las reglas por las que se forma una célula (y) espero que muchos otros adopten la misma metodología”.

Este artículo también sienta las bases para comprender el sistema operativo de una célula, especialmente cómo se relacionan tres factores importantes: organización, comportamiento e identidad molecular.

“Construimos todo esto desde cero, incluidas las métricas para medir y comparar diferentes aspectos de la organización celular”. dijo Ru Gunawardane, Ph.D.director ejecutivo del Instituto Allen para la Ciencia Celular.

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“Lo que realmente me emociona es cómo nosotros y otros en la comunidad ahora podemos construir sobre esto y hacer preguntas sobre biología celular que nunca antes pudimos”.

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