Dice la Quinta Revelación:
(398.4) 36:2.17 La Esfera Número Cuatro y sus satélites tributarios están dedicados al estudio de la evolución de la vida de las criaturas en general y a los antecedentes evolutivos de cada nivel de vida en particular. El plasma de vida original (ADN) de un mundo evolutivo debe contener el potencial pleno de todas las variaciones futuras de desarrollo y de todos los cambios y modificaciones evolutivos subsiguientes. La disposición para estos proyectos de tan largo alcance de metamorfosis de la vida pueden requerir la aparición de muchas formas de vida animal y vegetal aparentemente inútiles. Tales productos derivados de la evolución planetaria, previstos o no previstos, aparecen en el campo de acción sólo para desaparecer, pero a través de este entero y largo proceso corre el hilo de las formulaciones sabias e inteligentes de los diseñadores originales del plan de la vida planetaria y el esquema de las especies. Los múltiples productos derivados de la evolución biológica son todos esenciales para la función final y plena de más altas formas de la vida inteligente, a pesar de que una gran disonancia exterior puede prevalecer de vez en cuando en la larga lucha ascendente de las criaturas más elevadas para dominar las formas de la vida más bajas, muchas de las cuales a veces tanto antagonizan la paz y la comodidad de las criaturas volitivas evolutivas.
(397.12) 36:2.12 El Segundo Mundo es la esfera donde se diseña la vida. Aquí se elaboran todos los nuevos métodos de organización de la vida. Aunque los diseños originales de la vida son provistos por el Hijo Creador, la realización de estos planes se confía a los Portadores de Vida y sus colaboradores. Una vez que se formulan los planes generales de vida para un nuevo mundo, se transmiten a la esfera sede, donde el concilio supremo de los Portadores de Vida de mayor rango los estudia minuciosamente en colaboración con un cuerpo de asesores Melquisedek. Si los planes representan una desviación de las fórmulas previamente aceptadas, deben ser sometidos al estudio y sanción del Hijo Creador. El jefe de los Melquisedek frecuentemente representa al Hijo Creador en estas deliberaciones.
(398.1) 36:2.14 Hay más de un millón de fórmulas químicas fundamentales o cósmicas que constituyen los modelos progenitores y las numerosas variaciones funcionales básicas de las manifestaciones de la vida. El satélite número uno de la esfera de planificación de la vida es el reino de los físicos y electroquímicos del universo que sirven como asistentes técnicos de los Portadores de Vida en la tarea de captar, organizar y manipular las unidades esenciales de energía que se emplean para construir los vehículos materiales de transmisión de la vida, el así llamado plasma germinal.
65:4.3 (735.2) Muchas características de la vida humana ofrecen abundantes pruebas de que el fenómeno de la existencia mortal se planeó con inteligencia, y de que la evolución orgánica no es una mera casualidad cósmica. Cuando una célula viviente se daña, dispone de la capacidad de elaborar ciertas sustancias químicas que están facultadas para estimular y activar las células normales adyacentes de tal modo que éstas comienzan inmediatamente la secreción de ciertas sustancias que facilitan los procesos curativos en la lesión; a la par, estas células normales no lesionadas comienzan a proliferar —de hecho emprenden la creación de nuevas células para reemplazar toda célula compañera que pudiese haber sido destruida por este daño.
65:4.4 (735.3) Esta acción y reacción química implicada en sanar la herida y reproducir las células es el resultado de haber optado los Portadores de Vida por una fórmula que engloba más de cien mil fases y características de reacciones químicas y repercusiones biológicas posibles. Sobrepasan medio millón los experimentos específicos realizados por los Portadores de Vida en sus laboratorios antes de acordar en esta fórmula para el experimento de la vida en Urantia.
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Hoja de ruta genética para construir un organismo entero a partir de una sola célula
Resumen:
En tres estudios históricos, los investigadores informan de cómo han perfilado sistemáticamente cada célula en el desarrollo de embriones de pez cebra y rana para establecer una hoja de ruta que revela cómo una célula construye todo un organismo. Los hallazgos representan un catálogo de "recetas" genéticas para generar diferentes tipos de células y proporcionan un recurso sin precedentes para el estudio de la biología y la enfermedad del desarrollo.
Ya sea un gusano, un humano o una ballena azul, toda la vida multicelular comienza como un huevo unicelular.
De esta célula solitaria emerge la galaxia de otras necesarias para construir un organismo, con cada nueva célula desarrollándose en el lugar correcto en el momento adecuado para llevar a cabo una función precisa en coordinación con sus vecinos.
Esta hazaña es una de las más notables del mundo natural, y a pesar de décadas de estudio, los biólogos han eludido una comprensión completa del proceso.
Ahora, en tres estudios históricos publicados en línea el 26 de abril en Science, investigadores de la Facultad de medicina de Harvard y de la Universidad de Harvard informan sobre cómo han perfilado sistemáticamente cada célula en el desarrollo de embriones de pez cebra y rana para establecer un mapa que revela cómo una célula construye todo un organismo.
Utilizando tecnología de secuenciación unicelular, los equipos de investigación trazaron el destino de las células individuales durante las primeras 24 horas de vida de un embrión. Sus análisis revelan el amplio panorama de qué genes se activan o desactivan, y cuándo, a medida que las células embrionarias pasan a nuevos estados y tipos celulares.
Juntos, los hallazgos representan un catálogo de "recetas" genéticas para generar diferentes tipos de células en dos importantes especies modelo y proporcionan un recurso sin precedentes para el estudio de la biología y la enfermedad del desarrollo.
"Con la secuenciación unicelular, podemos, en un día de trabajo, recapitular décadas de investigación minuciosa sobre las decisiones que las células toman en las primeras etapas de la vida", dijo Allon Klein, profesor asistente de biología de sistemas de HMS y autor co-correspondiente de dos de los tres estudios de Ciencias.
Biomédicamente, estos recursos de línea de base para el desarrollo de los organismos son tan importantes como tener recursos de línea de base para sus genomas, señalaron los investigadores.
"Con los enfoques que hemos desarrollado, estamos trazando lo que pensamos que será el futuro de la biología del desarrollo a medida que se transforme en una ciencia cuantitativa impulsada por los'grandes datos'", aseguró Klein.
Además de arrojar nueva luz sobre las primeras etapas de la vida, la obra podría abrir la puerta a una nueva comprensión de una serie de enfermedades, dijo Alexander Schier, profesor de Biología Molecular y Celular de Leo Erikson en Harvard, y autor correspondiente del tercer estudio.
"Prevemos que cualquier proceso biológico complejo en el que las células cambien la expresión génica con el tiempo puede reconstruirse usando este método", aseguró Schier. "No sólo el desarrollo de embriones, sino también el desarrollo de cáncer o degeneración cerebral."
Uno a la vez
Cada célula de un embrión en desarrollo lleva dentro de sí una copia del genoma completo del organismo. Al igual que los trabajadores de la construcción que utilizan sólo la parte relevante de un plano al colocar los cimientos de un edificio, las células deben expresar los genes necesarios en el momento adecuado para que el embrión se desarrolle correctamente.
En sus estudios, Klein colaboró con los coautores Marc Kirschner, el Profesor de Biología de Sistemas de la Universidad HMS John Franklin Enders, Sean Megason, el Profesor Asociado de Biología de Sistemas de HMS y colegas para analizar este proceso en el pez cebra y en los embriones de la rana occidental de dedos de garras (Xenopus tropicalis), dos de las especies modelo más estudiadas en biología.
Los investigadores aprovecharon el poder de InDrops, una tecnología de secuenciación unicelular desarrollada en HMS por Klein, Kirschner y colegas, para capturar datos de expresión génica de cada célula del embrión, una célula a la vez. Los equipos elaboraron un perfil colectivo de más de 200.000 celdas en múltiples puntos temporales durante 24 horas para ambas especies.
Para trazar un mapa del linaje de esencialmente cada célula a medida que se desarrolla un embrión, junto con la secuencia precisa de eventos de expresión génica que marcan nuevos estados y tipos celulares, los equipos desarrollaron nuevas técnicas experimentales y computacionales, incluyendo la introducción de códigos de barras artificiales de ADN para rastrear las relaciones de linaje entre las células, llamadas TracerSeq.
"Comprender cómo se crea un organismo requiere saber qué genes se activan o desactivan a medida que las células toman decisiones sobre el destino, no sólo la secuencia estática de un genoma", señaló Megason. "Este es el primer enfoque tecnológico que nos ha permitido abordar esta cuestión de forma sistemática y cuantitativa."
En el estudio codirigido por Schier, el equipo de investigación utilizó Drop-Seq, una tecnología de secuenciación de una sola célula desarrollada por investigadores del HMS y del Instituto Broad del MIT y Harvard, para estudiar embriones de pez cebra de más de doce horas con alta resolución en el tiempo. En equipo con Aviv Regev, miembro principal de la Broad, Schier y sus colegas reconstruyeron trayectorias celulares a través de un método computacional que denominaron URD, en honor a la figura mitológica nórdica que decide todos los destinos.
Schier y sus colegas perfilaron más de 38.000 células y desarrollaron un "árbol genealógico" celular que reveló cómo la expresión génica en 25 tipos de células cambiaba a medida que se especializaban. Combinando estos datos con la inferencia espacial, el equipo también fue capaz de reconstruir los orígenes espaciales de los diversos tipos de células en el embrión del pez cebra.
Receta para el éxito
En ambas especies, los hallazgos de los equipos reflejaron mucho de lo que se sabía anteriormente sobre la progresión del desarrollo embrionario, un resultado que subrayó el poder de los nuevos enfoques. Pero los análisis no tenían precedentes al revelar en detalle las cascadas de eventos que llevan a las células de los primeros estados progenitores o "generalistas" a estados más especializados con funciones estrechamente definidas.
Los equipos identificaron detalles que de otra manera serían difíciles de detectar, como tipos y subtipos de células poco comunes, y relacionaron patrones de expresión génica nuevos y altamente específicos con diferentes linajes celulares. En varios casos, encontraron tipos celulares que emergen mucho antes de lo que se pensaba.
Para los científicos que se esfuerzan por responder a las preguntas sobre las enfermedades humanas, estos datos podrían ser muy esclarecedores. En la medicina regenerativa, por ejemplo, los investigadores han intentado durante décadas manipular las células madre hacia destinos específicos con el objetivo de reemplazar células, tejidos u órganos defectuosos por otros funcionales. Los detalles recién recogidos sobre la secuencia de cambios en la expresión génica que precipitan la aparición de tipos específicos de células pueden impulsar aún más estos esfuerzos.
"Con estos conjuntos de datos, si alguien quiere hacer un tipo específico de célula, ahora tiene la receta para los pasos que esas células tomaron mientras se formaban en el embrión", aseguró Klein. "En cierto sentido, hemos establecido una referencia de referencia sobre cómo progresan los complejos procesos de diferenciación en los embriones, y hemos dado ejemplo de cómo reconstruir sistemáticamente este tipo de procesos".
Cuando se combina con uno de los conceptos centrales de la investigación biológica, la idea de interrumpir un sistema para estudiar lo que sucede, la secuenciación unicelular puede producir ideas difíciles de lograr antes, dijo Klein.
Como prueba de principio, Klein, Megason y sus colegas utilizaron el sistema de edición de genes CRISPR/Cas9 para crear un pez cebra con una forma mutante de cordón, un gen involucrado en la determinación de la orientación de atrás hacia adelante de un embrión en desarrollo. Schier y sus colegas adoptaron un enfoque similar al perfilar al pez cebra con una mutación en un gen de patrón diferente conocido como cabeza de alfiler tuerto.
Cuando se analizaron con secuenciación unicelular, los equipos confirmaron descripciones previamente conocidas de mutantes de cordón y de cabeza de alfiler de un ojo, y pudieron describir en detalle o incluso predecir los efectos de estas mutaciones sobre las células en desarrollo y los tejidos nacientes en todo el embrión.
Inesperadamente, los grupos encontraron de forma independiente que a nivel unicelular, la expresión génica era la misma en mutantes y salvajes, a pesar de la pérdida de una vía de señalización esencial. Sin embargo, las proporciones de los diferentes tipos de células cambiaron.
"Este trabajo sólo fue posible gracias a tecnologías recientes que nos permiten analizar la expresión génica en miles de células individuales", dijo Schier. "Ahora la escala es mucho mayor, de modo que podemos reconstruir la trayectoria de casi todas las células y todos los genes durante la embriogénesis. Es casi como pasar de ver unas pocas estrellas a ver el universo entero".
Repensar las definiciones
Los equipos de investigación también demostraron cómo se pueden extraer estos datos para responder a preguntas fundamentales de larga data en biología.
Cuando Klein, Kirschner, Megason y sus colegas compararon paisajes de estado celular entre embriones de pez cebra y de rana, observaron principalmente similitudes. Pero sus análisis también revelaron numerosas sorpresas. Una de estas observaciones fue que los genes que marcan los estados celulares en una especie a menudo son marcadores génicos pobres para el mismo estado celular en las otras especies. En varios casos, encontraron que la secuencia de ADN de un gen -- y la estructura de la proteína que codifica -- podría ser casi idéntica entre especies pero tener patrones de expresión muy diferentes.
"Esto nos impactó mucho, porque va en contra de toda la intuición que teníamos sobre el desarrollo y la biología", dijo Klein. "Fue una observación muy incómoda. Cuestiona directamente nuestra idea de lo que significa ser un cierto'tipo de célula'".
La razón por la que estas diferencias no fueron detectadas antes, según la hipótesis de los investigadores, es que los análisis computacionales "prestan atención" a los datos de una manera fundamentalmente diferente a como lo hacen los humanos.
"Creo que esto refleja algún nivel de sesgo de confirmación. Cuando los científicos encuentran algo conservado entre especies, lo celebran como un marcador", dijo Megason. "Pero a menudo, todas las otras características no conservadas son ignoradas. Los datos cuantitativos nos ayudan a superar algunos de estos sesgos".
En otro hallazgo sorprendente, los equipos observaron que el proceso de diferenciación celular en distintos tipos de células, que comúnmente se cree que ocurre en una estructura arbórea donde diferentes tipos de células se ramifican a partir de una célula ancestral común, puede formar "bucles" además de ramas.
Por ejemplo, la cresta neural, un grupo de células que dan lugar a diversos tipos de tejido, entre ellos músculo liso, ciertas neuronas y hueso craneofacial, surge inicialmente de los precursores neurales y cutáneos, pero se sabe que genera células que parecen casi idénticas a los precursores óseos y cartilaginosos.
Los nuevos resultados sugieren que lazos similares podrían ocurrir en otras situaciones. El hecho de que las células en el mismo estado puedan tener historias de desarrollo muy diferentes sugiere que nuestra visión jerárquica del desarrollo como un "árbol" está demasiado simplificada, dijo Klein.
Los tres equipos también identificaron ciertas poblaciones celulares que existían en una especie de estado intermedio de "toma de decisiones". Schier y sus colegas encontraron que, en ciertos puntos clave de la rama del desarrollo, las células parecían seguir una trayectoria del desarrollo pero luego cambiaron su destino a otra trayectoria.
Klein, Megason, Kirschner y colegas hicieron una observación relacionada que, al principio del desarrollo, algunas células activaron dos programas de desarrollo distintos. Aunque esas células intermedias eventualmente adoptarían una sola identidad, estos descubrimientos se suman a la imagen de cómo las células desarrollan su destino final e insinúan que puede haber factores más allá de los genes involucrados en la dirección del destino celular.
"Con las células de multilinaje, tenemos que empezar a preguntarnos si su destino final está siendo determinado por alguna fuerza selectiva o interacción con el medio ambiente, en lugar de sólo programas genéticos", dijo Kirschner.
Fundación futura
Los nuevos conjuntos de datos generados y las nuevas herramientas y tecnologías desarrolladas como parte de estos estudios sientan las bases para un amplio espectro de exploración futura, según los autores.
Los biólogos del desarrollo pueden recopilar más y mejores datos de calidad sobre muchas especies, seguir a los embriones más allá en el tiempo y realizar cualquier número de experimentos de perturbación, todo lo cual puede ayudar a mejorar nuestra comprensión de las reglas fundamentales de la biología y la enfermedad.
Estos recursos también pueden servir como punto focal para la colaboración y la interacción, ya que la mayoría de los laboratorios no tienen la profundidad de experiencia necesaria para explotar todos los datos y la información generados, anotaron los autores.
"Creo que estos estudios están creando un verdadero sentido de comunidad, con los investigadores planteando preguntas e interactuando entre sí de una manera que recuerda a épocas anteriores en el estudio de la embriología", señaló Kirschner.
Los tres estudios, dijo Schier, son un ejemplo de cómo la comunidad científica puede trabajar en preguntas complementarias para responder preguntas importantes en biología.
"En lugar de competir, nuestros grupos estuvieron en contacto regular durante los últimos dos años y coordinaron la publicación de nuestros estudios", dijo. "Y es fantástico lo complementarios que son los tres documentos, cada uno destaca las diferentes formas en que se pueden generar, analizar e interpretar conjuntos de datos tan complejos".
El próximo salto conceptual, sugieren los equipos, será entender mejor cómo se toman las decisiones del destino celular.
"En este momento, tenemos una hoja de ruta, pero no nos dice cuáles son las señales", dijo Megason. "Lo que necesitamos hacer es averiguar las señales que dirigen a las células por ciertos caminos, y cuáles son los mecanismos internos que permiten a las células tomar esas decisiones."
Cualquiera que sea el futuro, estos conjuntos de datos dejarán su marca.
"La belleza de trabajar en un organismo es que es aquí", dijo Klein. "Dentro de 10 ó 20 años, podemos estar seguros de que el pez cebra y las ranas se desarrollarán de acuerdo a los mismos patrones."
Los tres equipos de investigación han puesto a disposición sus conjuntos de datos y herramientas como recursos interactivos y navegables en línea.
Fuente: https://www.quo.es/ciencia/a72086/descubren-la-ruta-para-crear-un-organismo-completo-a-partir-de-una-celula/
Gracias Christian por este artículo tan interesante.
ResponderEliminarAquí un video que confirma lo expuesto.
https://www.youtube.com/watch?time_continue=742&v=_WQB06S4320
Un fraternal saludo.