Biología del desarrollo · us
Escribir la historia del desarrollo en el ADN: 1,28 millones de células de ratón conectan el árbol genealógico de un embrión
¿Qué bifurcaciones atraviesan las células antes de convertirse en sangre, retina o piel? DNA Typewriter permite que los embriones de ratón dejen un registro genético legible para reconstruir las relaciones de ascendencia de un millón de células y revela que cada tejido tiene sus propios tiempos para determinar el destino celular.
La respuesta a cómo un óvulo fecundado se convierte en un cuerpo con distintos órganos se esconde en innumerables divisiones y procesos de diferenciación celular. Observar las células en un momento concreto del desarrollo permite identificar qué son en ese instante, pero dificulta averiguar de dónde proceden. Ahora, un equipo de investigación ha logrado que un embrión de ratón escriba esa historia en su propio ADN y ha leído el registro para reconstruir un árbol genealógico de aproximadamente 1,28 millones de células, conectando el óvulo fecundado con las células de las etapas tardías de la formación de órganos.
El estudio, publicado el 8 de octubre de 2026 en *Science*, fue codirigido por Jay Shendure, de la Universidad de Washington, y Chengxiang Qiu, de Dartmouth College. El equipo utilizó un sistema de registro genómico denominado DNA Typewriter, dejó que el óvulo fecundado se desarrollara hasta el día 13,5 y después leyó las marcas del registro en aproximadamente 1,58 millones de núcleos celulares. El árbol de linajes final incluyó 1.281.141 células de 138 tipos celulares; según las explicaciones de Allen Institute y del recurso de investigación NextCell, esto representa aproximadamente una décima parte del total de células del embrión en esa etapa.
Esta «máquina de escribir» utiliza herramientas de edición prime para escribir secuencialmente símbolos cortos de ADN en cintas de registro diseñadas artificialmente. Cada célula contiene 11 cintas de registro, cada una con 6 posiciones; las marcas existentes se transmiten a las células hijas durante la división y las nuevas se añaden a continuación. Al comparar los símbolos compartidos por las células y su orden, los investigadores pueden inferir los ancestros comunes y los momentos de ramificación. Después, combinan esta información con datos de expresión génica para vincular el origen de las células con su identidad final.
Uno de los registros clave se produjo durante la primera división del óvulo fecundado, lo que permitió a los investigadores identificar a los descendientes de las dos primeras células hijas. Allen Institute señala que las dos ramas aportaron aproximadamente el 57% y el 42% de las células descendientes incluidas en el análisis, pero las proporciones de tipos celulares que generó cada una fueron similares. Al menos en este embrión, un mayor número de descendientes no estuvo acompañado de una preferencia igualmente marcada por determinados tipos de tejido.
Al remontarse por las ramas, el equipo también estimó cuándo los distintos tipos celulares comenzaron a seguir trayectorias de desarrollo más restringidas. Las células relacionadas con la sangre y la retina definieron su destino antes, mientras que las que forman la capa externa de la piel lo hicieron más tarde. Estos resultados concuerdan con estudios previos del desarrollo y muestran, dentro del linaje de un mismo embrión, que los distintos tejidos no completan su especialización al mismo tiempo, sino que se forman gradualmente siguiendo diferentes calendarios.
Este mapa aún tiene límites claros. El equipo comenzó los ensayos con 100 óvulos fecundados y finalmente obtuvo 10 embriones para examinarlos. La reconstrucción detallada se centró en el que contenía el registro más abundante, por lo que todavía no permite determinar la variación entre embriones. NextCell también distingue expresamente entre las relaciones de linaje y la identidad de los ancestros: las relaciones de parentesco del árbol se reconstruyen a partir de los registros, mientras que los tipos celulares ancestrales se estiman mediante modelos y no se obtuvieron mediante mediciones directas en cada momento del pasado.
Los investigadores han puesto a disposición, a través de NextCell, un árbol de linajes interactivo, datos descargables y código de análisis. Los datos de secuenciación están depositados en la base de datos GEO con el identificador GSE341627. El valor de esta herramienta radica en establecer una referencia trazable del desarrollo normal que, en el futuro, podría utilizarse para estudiar defectos congénitos, la expansión de células cancerosas o cómo las células modificadas mediante ingeniería adquieren la identidad prevista. Para convertir estas aplicaciones en métodos fiables de investigación de enfermedades, todavía será necesario validarlas en más embriones y condiciones experimentales.