Mapeo del destino
Ejemplo de un mapa del destino

El mapeo del destino es un método utilizado en biología del desarrollo para estudiar el origen embrionario de diversos tejidos y estructuras adultas. El "destino" de cada célula o grupo de células se mapea en el embrión, mostrando qué partes del embrión se convertirán en qué tejido. Cuando se lleva a cabo con una resolución de una sola célula, este proceso se denomina rastreo del linaje celular . También se utiliza para rastrear el desarrollo de tumores . El mapeo del destino y el linaje celular son métodos similares para rastrear la historia de las células.

Historia

Los mapas del destino se crearon con la intención de rastrear una región específica durante la transición temprana del desarrollo de un embrión a una estructura corporal distinta. [1] Los primeros mapas del destino se originaron en la década de 1880. [1] Los primeros mapas del destino en 1905 fueron creados por Edwin Conklin y se basaron en la observación directa de los embriones de ascidias (ascidias) y otros invertebrados marinos. [2] El mapeo del destino moderno comenzó en 1929 cuando Walter Vogt inventó un proceso que implicaba marcar una región específica de un embrión en desarrollo utilizando un chip de agar teñido y rastrear las células a través de la gastrulación . [3] Para lograr este experimento, Vogt dejó que el tinte y el agar se secaran en una placa de microscopio y colocó pequeños trozos en ubicaciones específicas del embrión. A medida que el embrión se desarrollaba, repitió este proceso para analizar el movimiento de las células. Este procedimiento le permitió a Vogt crear mapas del destino precisos, introduciendo un enfoque innovador para la investigación de la morfogénesis. [4] En 1978, se introdujo la peroxidasa de rábano picante (HRP) como un marcador más eficaz que requería que los embriones se fijaran antes de verlos. [5] El mapeo del destino también se puede realizar mediante el uso de códigos de barras moleculares, que son introducidos en la célula por retrovirus . [6]

El mapeo del destino genético es una técnica desarrollada en 1981 que utiliza una recombinasa específica para rastrear genéticamente el linaje celular. Este proceso no requiere manipular el embrión ni el órgano. [7] La ​​base genética del marcaje garantiza la herencia del marcador por parte de todos los descendientes que se originan a partir de las células marcadas inicialmente, superando el problema de la dilución asociada con los marcadores de colorante durante la división celular, ofreciendo así una alta precisión y resolución. [7]

En general, el mapeo del destino sirve como una herramienta importante en muchos campos de investigación biológica en la actualidad, como la biología del desarrollo, [8] la investigación con células madre y la investigación renal . [9]

En qué se diferencia el mapeo del destino del linaje celular

El linaje celular completo de C. elegans .

En 1905 se llevó a cabo el primer experimento que utilizó el linaje celular, que implicó el seguimiento de las células del tunicado Styela partita . El linaje celular implica rastrear la ruta de una célula particular desde una de las tres capas germinales. [10] El mapeo del destino y el linaje celular son conceptos relacionados que a menudo se superponen. Por ejemplo, el desarrollo del linaje celular completo de C. elegans se puede describir como los mapas del destino de cada división celular apilados jerárquicamente. [11] La distinción entre los temas radica en el tipo de información que se analiza. El mapeo del destino muestra qué tejidos provienen de qué parte del embrión en una determinada etapa del desarrollo, mientras que el linaje celular muestra las relaciones entre las células en cada división. [12] Un linaje celular se puede utilizar para generar un mapa del destino y, en casos como el de C. elegans , el mapeo sucesivo del destino se puede utilizar para desarrollar un linaje celular. [13]

Véase también

Referencias

  1. ^ ab DeRuiter, Corinne (8 de septiembre de 2010). Fate Map (informe). Universidad Estatal de Arizona. Facultad de Ciencias de la Vida. Centro de Biología y Sociedad. Enciclopedia del Proyecto Embrión.|Junta de Regentes de Arizona.
  2. ^ Conklin, Edwin Grant (1905). La organización y el linaje celular del huevo de ascidia / por Edwin G. Conklin . Filadelfia: [Academia de Ciencias Naturales]. doi :10.5962/bhl.title.4801.
  3. ^ Vogt, Walther (junio de 1929). "Gestaltungsanalyse am Amphibienkeim mit Örtlicher Vitalfärbung: II. Teil. Gastrulation und Mesodermbildung bei Urodelen und Anuren". Archiv für Entwicklungsmechanik der Organismen de Wilhelm Roux (en alemán). 120 (1): 384–706. doi :10.1007/BF02109667. ISSN  0949-944X. PMID  28354436. S2CID  31738009.
  4. ^ DeRuiter, Corinne (19 de noviembre de 2010). Fate Mapping Techniques (Informe). Universidad Estatal de Arizona. Facultad de Ciencias de la Vida. Centro de Biología y Sociedad. Enciclopedia del Proyecto Embrión.|Junta de Regentes de Arizona.
  5. ^ Weisblat, D.; Sawyer, R.; Stent, G. (22 de diciembre de 1978). "Análisis del linaje celular mediante inyección intracelular de una enzima trazadora". Science . 202 (4374): 1295–1298. Bibcode :1978Sci...202.1295W. doi :10.1126/science.725606. ISSN  0036-8075. PMID  725606.
  6. ^ Tammela, Tuomas; Sage, Julien (2020). "Investigación de la heterogeneidad tumoral en modelos de ratón". Revisión anual de biología del cáncer . 4 (1): 99–119. doi : 10.1146/annurev-cancerbio-030419-033413 . PMC 8218894 . PMID  34164589. 
  7. ^ ab Legué, Emilie; Joyner, Alexandra L. (2010), Mapeo del destino genético mediante recombinasas específicas del sitio , Methods in Enzymology, vol. 477, Elsevier, págs. 153–181, doi :10.1016/s0076-6879(10)77010-5, ISBN 978-0-12-384880-2, PMC  4684171 , PMID  20699142
  8. ^ Gross, Joshua B.; Hanken, James (mayo de 2008). "Revisión de estudios de mapeo del destino de la cresta neural craneal osteogénica en vertebrados". Biología del desarrollo . 317 (2): 389–400. doi : 10.1016/j.ydbio.2008.02.046 . ISSN  0012-1606. PMID  18402934.
  9. ^ Duffield, Jeremy S.; Humphreys, Benjamin D. (marzo de 2011). "Origen de nuevas células en el riñón adulto: resultados de técnicas de etiquetado genético". Kidney International . 79 (5): 494–501. doi : 10.1038/ki.2010.338 . ISSN  0085-2538. PMID  20861816.
  10. ^ DeRuiter, Corinne (8 de septiembre de 2010). Fate Map (informe). Universidad Estatal de Arizona. Facultad de Ciencias de la Vida. Centro de Biología y Sociedad. Enciclopedia del Proyecto Embrión.|Junta de Regentes de Arizona.
  11. ^ Rudel, David; Sommer, Ralf J (diciembre de 2003). "La evolución de los mecanismos de desarrollo". Biología del desarrollo . 264 (1): 15–37. doi : 10.1016/S0012-1606(03)00353-1 . PMID  14623229.
  12. ^ Hsu, Ya-Chieh (18 de agosto de 2015). "Teoría y práctica del rastreo de linaje". Células madre . 33 (11): 3197–3204. doi :10.1002/stem.2123. ISSN  1066-5099. PMC 4618107 . PMID  26284340. 
  13. ^ Liu, Xiao; Largo, Fuhui; Peng, Hanchuan; Aerni, Sarah J.; Jiang, Min; Sánchez-Blanco, Adolfo; Murray, Juan I.; Preston, Elicia; Mericle, Barbara (octubre de 2009). "Análisis del destino celular a partir de perfiles de expresión genética unicelular en C. elegans". Celúla . 139 (3): 623–633. doi :10.1016/j.cell.2009.08.044. ISSN  0092-8674. PMC 4709123 . PMID  19879847. 
  • http://worms.zoology.wisc.edu/frogs/gast/gast_fatemap.html
  • Técnica de mapeo del destino: uso de colorantes de carbocianina para el etiquetado vital de células en embriones de ratón en etapa de gástrula cultivados in vitro
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