Estudiando el ADN neandertal encontrado en los humanos modernos utilizando células madre y organoides

Protocolos que permiten la transformación de humano inducida de células madre pluripotentes (IPSC) líneas en organoides han cambiado la forma en que los científicos pueden estudiar los procesos de desarrollo y les permitan descifrar la interacción entre los genes y la formación de tejido, en particular para los órganos donde el tejido primario no está disponible. Ahora, los investigadores están llevando esta tecnología y su aplicación al estudio de los efectos sobre el desarrollo de ADN neandertal.

"El uso de líneas de IPSC para estudiar las funciones del ADN humano arcaico es un enfoque sin explotar, pero muy interesante", dice el autor J. Gray campo del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva, en Alemania y en la Universidad de Basilea en Suiza. "Nadie ha sido capaz de examinar el papel del ADN neandertal juega durante el desarrollo."

Los estudios han encontrado que alrededor del 2% de los genomas de los humanos modernos desde fuera de África se componen de ADN Neanderthal. Este ADN arcaico es el resultado del apareamiento entre los dos grupos de decenas de miles de años atrás.

En el nuevo estudio, el equipo utilizó los recursos de la pluripotentes inducidas Humano Células Madre Initiative (HipSci), un consorcio internacional que proporciona datos y líneas celulares para la investigación. Casi la totalidad de las líneas de datos y de la célula en HipSci son de personas de Reino Unido y descendientes de europeos del norte. Los investigadores analizaron este recurso línea celular por su contenido de ADN Neanderthal y Neanderthal funcional anotado variantes para cada una de las líneas celulares.

"Algunos alelos neandertales tienen una frecuencia relativamente alta en esta población", explica Camp. "Debido a eso, este recurso iPSC contiene ciertos genes que son homocigotos para alelos de Neanderthal, incluyendo los genes asociados con la piel y el color del pelo que son altamente prevalentes en los europeos."

El equipo de campamento utilizado cinco líneas celulares para generar organoides cerebrales y los datos de una sola célula generada ARN de secuenciación para analizar su composición celular. Ellos mostraron que estos datos transcriptomic podría ser utilizado para realizar un seguimiento de ARN obtenido de Neanderthal a través de procesos de desarrollo. "Este es un estudio de prueba de director demostrar que se puede utilizar estos recursos para estudiar la actividad de ADN neandertal en un proceso de desarrollo", dice Camp. "El verdadero desafío será ampliar el número de líneas en un experimento, pero esto ya está empezando a ser posible."

notas de campamento que esta investigación podría ampliarse para estudiar otras poblaciones humanas antiguas, incluyendo Denisovanos, que tienen genes que están presentes principalmente en las poblaciones de Oceanía. Su equipo también tiene previsto seguir estudiando alelos Neanderthal utilizando HipSci y otros recursos. "Organoides se puede utilizar para estudiar un número de diferentes procesos y fenotipos de desarrollo controlados por el ADN Neanderthal, incluyendo el tracto intestinal y la digestión, la cognición y la función neural, y la respuesta inmunitaria a patógenos", concluye.

Los investigadores han generado un navegador web con esta información para tomar los datos de fácil acceso para la investigación futura.

fuente: Cell Press. "Studying the Neanderthal DNA found in modern humans using stem cells and organoids." ScienceDaily. ScienceDaily, 18 June 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/06/200618150306.htm>.