Comparación de dos métodos para analizar single-cell transcriptomics en plantas
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Date
2023
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Publisher
PUCE - Quito
Abstract
La secuenciación de ARN en el campo de la investigación genética, ha permitido comprender, entre muchas cosas, la función de los genes, la regulación génica, la expresión de los genes y los mecanismos de biología molecular. La expresión génica en plantas de la especie Arabidopsis thaliana permite estudiar los genes que se activan o desactivan para producir proteínas y otras moléculas que son esenciales para el crecimiento, desarrollo y respuesta a su entorno. Sin embargo, a pesar de contar con una gran cantidad de datos de expresión génica en bases de datos de libre acceso, la limitante común es la falta de profundidad en la comprensión de la expresión génica. El estudio de la expresión génica se ha realizado en las últimas décadas mediante microarreglos de ARN y luego mediante secuenciación de ARN para órganos o tejidos pero no con la resolución del nivel celular. La transcriptómica unicelular permite un análisis más detallado en comparación con la transcriptómica a gran escala, permitiendo analizar las diferencias en la expresión génica entre las células individuales. Uno de los métodos más utilizados para la transcriptómica unicelular es el Método de Protoplastos, que implica la degradación enzimática de la membrana celular, pero se ha visto limitada por la rigidez de la pared celular y el uso de tratamientos enzimáticos agresivos, como alternativa se encuentra el método llamado aislamiento de núcleos que permite separar y extraer los núcleos celulares directamente. En este sentido, se desconoce el impacto de los métodos utilizados en los resultados de transcriptómica unicelular en plantas. En este trabajo, la idea fue comparar la transcriptómica unicelular en condiciones similares de estos 2 métodos mencionados para evaluar las diferencias. Se usaron 5 muestras descargadas de la base de datos GSE155304 del NCBI, 2 muestras pr1 y pr2 para el Método Protoplastos y 3 muestras mr1, mr2 y mr3 para el aislamiento de núcleos con un promedio de células de 4316 y 3198 respectivamente.El presente trabajo ha permitido estudiar diferentes Métodos entre Protoplastos y aislamiento de núcleos para transcriptómica unicelular en plantas. Los conjuntos de datos procesados dan como resultado datos más refinados y de mayor calidad. En los dos métodos se observó una fuerte correlación entre el número de genes y el número de moléculas IMU, ya que los datos son consistentes y confiables. Se observó agrupaciones celulares similares en los métodos individuales, pero diferencias notables al integrar los datos de ambos métodos. El método UMAP se utilizó para reducir la dimensionalidad de los datos y el método de agrupación de Lovaina para identificar agrupaciones de interés. Ambos métodos mostraron resultados muy similares y confiables, por lo que la recomendación sería utilizar el método que más se adecue al tejido/planta de interés.
Description
Keywords
Investigación genética, Biología molecular, ARN de planta, Arabidopsis, Transcriptómica