Un nuevo método permite divulgar localizaciones y secuencias de ARN en las células

Cortesía de Anubhav Sinha, Asmamaw Wassie, Daniel Goodwin, Shahar Alon y Ed Boyden

POR CHLOE WILLIAMS

Fuente: Spectrum | 28/04/2021

Fotografía: Spectrum. Cortesía de Anubhav Sinha, Asmamaw Wassie, Daniel Goodwin, Shahar Alon y Ed Boyden.

Una técnica permite ver dónde se expresan determinados genes antes de detectar y secuenciar el ARN podría ayudar a entender las conexiones neuronales del cerebro.

Una técnica que amplía el tejido antes de detectar y secuenciar el ARN -el mensajero molecular del ADN- permite a los investigadores ver dónde se expresan determinados genes. El método podría arrojar luz sobre los mecanismos por los que las neuronas individuales forman múltiples conexiones diferentes en el cerebro.

Para medir la expresión de los genes, los investigadores suelen aislar el ARN de tejidos o células trituradas, lo que les impide ver dónde se encuentra. Otras técnicas, como la secuenciación fluorescente in situ (FISSEQ), pueden marcar y secuenciar el ARN dentro de las células, pero carecen de la resolución necesaria para detectar las moléculas dentro de las dendritas -las ramas receptoras de señales de las neuronas- y las espinas dendríticas, protuberancias relacionadas con la memoria y el aprendizaje.

En el nuevo método, denominado secuenciación por expansión, los investigadores combinaron el FISSEQ con un método que utiliza un polímero que absorbe el agua y que se encuentra en los pañales de los bebés para expandir el tejido manteniendo su organización intacta. Estirar el tejido antes de secuenciarlo aumentó la resolución espacial del método unas tres veces en comparación con el uso de FISSEQ solo.

También reveló "todo tipo de cosas raras en las dendritas de las neuronas", dice Edward Boyden, profesor de neurotecnología del Instituto Tecnológico de Massachusetts, que codirigió el nuevo trabajo.

Mapa mental: los investigadores utilizaron la secuenciación por expansión para identificar los tipos de células y su disposición dentro de un corte de cerebro de un ratón. / Cortesía de Shahar Alon, Daniel Goodwin, Fei Chen y Ed Boyden.

Resolución refinada

El equipo probó el método en diversas muestras de tejido, incluidas rodajas de cerebro de ratones y una biopsia de una persona con cáncer de mama. Incrustaron los tejidos en el polímero y añadieron agua para hincharlos.

A continuación, secuenciaron los transcritos de ARN creando copias de ADN de las moléculas y adjuntando bases, o "letras", marcadas con tintes fluorescentes a cada letra de la secuencia copiada. El registro de la secuencia de colores con un microscopio reveló la secuencia de las moléculas individuales de ARN.

El método detectó miles de genes expresados en varias secciones del cerebro del ratón, según informaron los investigadores en enero en Science.

El equipo también detectó transcripciones inesperadas en las dendritas, como ARN que codifican factores de transcripción -proteínas que intervienen en la regulación de la expresión génica- y ARN que contienen regiones no codificantes, que se supone que se cortan cuando las transcripciones salen del núcleo.

Además, la secuenciación por expansión podría dirigirse a un conjunto específico de ARN de interés dentro de las células. El equipo utilizó sondas marcadas con códigos de barras de ADN que se unen únicamente a secuencias de ARN concretas. La secuenciación de los códigos de barras permitió identificar dónde se encontraban las moléculas de ARN específicas.

En una de las pruebas, el equipo se centró en 42 genes que se sabe que se expresan en diferentes tipos de neuronas. Analizando los perfiles de expresión génica de las células, identificaron 15 tipos de células en un corte del cerebro de un ratón. También trazaron la distribución de los tipos de células en la corteza visual.

En otra prueba, los investigadores buscaron en un corte del cerebro de un ratón 34 transcripciones de ARN encontradas previamente en las dendritas. El mapeo de la ubicación de los transcritos en dos tipos de células reveló conjuntos distintos de ARN enriquecidos en cuerpos celulares, dendritas y espinas. En ambos tipos de células, el equipo también encontró ARNs similares distribuidos a lo largo de las dendritas, lo que sugiere que puede haber reglas generales que gobiernan cómo se envía el ARN a estas proyecciones neuronales.

La secuenciación de la expansión podría ayudar a los científicos a entender mejor cómo interactúan las células, dicen los investigadores. También podría ayudarles a explorar las diferencias en la expresión génica y el cableado neuronal que pueden subyacer al autismo.

https://www.spectrumnews.org/news/toolbox/tissue-swelling-method-divulges-rna-locations-sequences-in-cells/