Clonal analysis of neural progenitors
Author
Figueres Oñate, MaríaAdvisor
López Mascaraque, LauraEntity
UAM. Departamento de Anatomía, Histología y Neurociencia; CSIC. Instituto Cajal (IC)Date
2016-10-28Subjects
Células madre neurales -Tesis doctorales; MedicinaNote
Tesis doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Medicina, Departamento de Anatomía, Histología y Neurociencia. Fecha de lectura: 28-10-2016Esta tesis tiene embargado el acceso al texto completo hasta el 28-04-2018
Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.
Abstract
A key question in developmental neurobiology is how a pool of progenitors proliferates
and differentiates to create an adult brain of appropriate size and cellular composition. So
important is the control of the final size, as the appropriate distribution of cells with different
embryonic origins. Each neural progenitor should produce a certain number of neuronal/glial
cells encompassing a clone, and all these clones together will result in the adult functional
nervous system.
The overall goal of this thesis was aimed to develop an in vivo lineage-tracing genetic
method to trace all the neural progeny derived from a single cell, UbC-StarTrack. This will allow
to follow cell dispersion of the progeny from embryonic and postnatal mice neural progenitors,
independently of their lineage. To validate the method we selected as an experimental system
the olfactory bulb, since it is one of the main regions of embryonic and adult neurogenesis.
Then, the main experimental approach was based on gene transfection by electroporation
with a combination of diverse fluorescent reporter proteins. This produced inheritable marks
that enabled the long-term in vivo tracing of the different neural cells from its generation,
during embryonic development, to its final fate in the adult brain. First, we analyzed the fate
of embryonic progenitors lining either the ventricular surface or the ependymal layer of the
olfactory bulbs. Second, we addressed the fate of postnatal progenitors form the dorsolateral
region of the ventricular surface, to finally perform a clonal analysis of newly generated
olfactory bulb cells from those postnatal SVZ progenitors.
This thesis will advance the understanding of cell heterogeneity that can be decoded
by studying their ontogenetic origin, and could yield to track cell lineages to understand their functional clonal relationships. Una de las preguntas más importantes en Neurobiología del Desarrollo es como
un grupo de progenitores prolifera y se diferencia para crear un cerebro con el tamaño y
composición celular adecuado. Tan importante es el control del tamaño final, como la correcta
distribución de células con distinto origen embrionario. Cada progenitor debe generar un
determinado numero de células gliales/neuronales y estos clones resultarán en el sistema
nervioso central adulto funcional.
El objetivo general del trabajo presentado en esta Tesis Doctoral fue generar un
método de análisis clonal ubicuo con el propósito de trazar toda la progenie de células
individuales, seguir clones pertenecientes a distintos linajes neurales provenientes de
progenitores tanto embrionarios como postnatales. El método desarrollado se basa en la
identificación de células hermanas mediante el análisis del especifico código de colores que
expresan, generado por la combinación aleatoria de distintos reporteros fluorescentes en las
células progenitoras y transmitido de manera equitativa a toda la descendencia. Los estudios
de análisis clonal de los distintos linajes neurales se han centrado en el sistema olfativo del
ratón, ya que es uno de los centros donde tiene lugar la neurogénesis tanto en estadios
embrionarios como postnatales. El principal enfoque experimental llevado a cabo, se basa en
la transfección mediante electroporación de distintos constructos genómicos que expresan
proteínas fluorescentes diferentes bajo un promotor ubicuo. Esto produce marcas estables
hereditables que permiten el marcaje in vivo a largo plazo de células neurales desde su
generación en el desarrollo embrionario hasta su destino final en el cerebro adulto.
El presente trabajo de tesis contiene los detalles de la generación de un método
ubicuo de análisis clonal al que hemos denominado UbC-StarTrack, en primer lugar haciendo
una comparativa de la expresión de vectores integrados en el genoma vs. vectores que
permanecen sin integrar. En segundo lugar, hemos analizado la descendencia de progenitores
embrionarios, posicionados en la superficie del ventrículo lateral o de la zona ependimaria
intrabulbar, que convergen en el bulbo olfativo adulto. Seguidamente, examinamos el destino
de progenitores postnatales localizados en la región dorso-lateral adyacente a los ventrículos
laterales. Para concluir, mostramos los resultados clonales preliminares obtenidos con el
método de análisis clonal desarrollado en las células generadas a partir de progenitores
postnatales, implicadas en la neurogénesis en adulto que tiene lugar en el sistema olfativo
del ratón.
Con todo esto, este trabajo de Tesis Doctoral exhibe un avance en el conocimiento
de la heterogeneidad celular, siendo ésta decodificada a través de su ontogenia. Además,
abre un nuevo campo al estudio de los distintos tipos celulares no sólo por su linaje sino por
su relación clonal, haciendo posible el análisis de la interrelación entre los clones obtenidos y sus implicaciones fisiológicas.
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