Dra. Christina Paliou

Investigador/a Principal

Resumen


Nuestro laboratorio investiga la dinámica de la regulación génica que impulsa la heterogeneidad celular y la organización del tejido durante el desarrollo de los vertebrados. La regulación génica orquesta la expresión precisa de los genes en el tiempo y el espacio, a través de un sistema multinivel que involucra factores de transcripción, elementos cis-regulatorios, el estado de la cromatina y mecanismos post-transcripcionales. Estos componentes conforman redes de regulación génica (GRNs, por sus siglas en inglés) que integran tanto programas intrínsecos como señales extrínsecas para especificar la identidad celular, guiar la diferenciación y coordinar la morfogénesis.
Nos enfocamos en desentrañar las GRNs que dan forma a la diversidad celular y espacial en las aletas en desarrollo de la pintarroja (Scyliorhinus canicula), un representante de una línea basal de vertebrados. Al comparar estas extremidades ancestrales con las extremidades de los tetrápodos, buscamos descubrir las innovaciones genómicas y regulatorias que dieron lugar a la aparición de nuevos rasgos morfológicos.
Para abordar estas preguntas, empleamos un enfoque multimodal que integra tecnologías ómicas de célula única, transcriptómica espacial, genómica funcional, técnicas de captura de conformación de la cromatina y ensayos transgénicos en pez cebra, junto con herramientas moleculares clásicas.

Nuestros objetivos son:

  • Determinar cómo redes de regulación génica similares pueden generar diferentes patrones tisulares, y si la heterogeneidad celular impulsa esta divergencia
  • Explorar cómo la variabilidad del estado celular y la plasticidad regulatoria se modulan en distintos contextos evolutivos
  • Identificar cambios en la lógica regulatoria o en los paisajes de identidad celular que puedan haber contribuido a la transición de aleta a extremidad en los vertebrados

En un contexto más amplio, nuestra investigación busca revelar cómo la regulación génica gobierna la complejidad del desarrollo, con implicaciones para comprender el origen de trastornos congénitos y la evolución del plan corporal de los vertebrados.

Figura 1

A. La pintarroja como modelo para estudiar la diversidad celular y espacial en las aletas en desarrollo.

B. Atlas unicelular de las aletas en desarrollo del cazón que muestra los principales grupos de clústeres: mesénquima, músculo y piel (panel izquierdo). Visualización de la expresión de un marcador de progenitores musculares (ScPax3), un marcador de mesénquima proximal (ScMeis2) y un marcador de mesénquima posterior (ScHand2) en la aleta pectoral del cazón en estadio 31 mediante HCR (panel derecho).

C. El análisis de ATAC-seq a nivel unicelular identifica regiones diferencialmente accesibles (DARs, recuadros blancos) que potencialmente regulan la expresión del gen X entre poblaciones celulares musculares y mesenquimatosas (Mesen) de las aletas pectorales (Pec) y pélvicas (Pel) (panel izquierdo). Algunas DARs seleccionadas fueron evaluadas mediante ensayos con reporteros potenciadores in vivo en pez cebra (panel derecho).

Publicaciones relevantes


  • Ferdinand Marlétaz*, Elisa de la Calle-Mustienes*, Rafael D Acemel*, Christina Paliou*, Silvia Naranjo, Pedro Manuel Martínez-García, Ildefonso Cases, Victoria A Sleight, Christine Hirschberger, Marina Marcet-Houben, Dina Navon, Ali Andrescavage, Ksenia Skvortsova, Paul Edward Duckett, Álvaro González-Rajal, Ozren Bogdanovic, Johan H Gibcus, Liyan Yang, Lourdes Gallardo-Fuentes, Ismael Sospedra, Javier Lopez-Rios, Fabrice Darbellay, Axel Visel, Job Dekker, Neil Shubin, Toni Gabaldón, Tetsuya Nakamura, Juan J Tena, Darío G Lupiáñez, Daniel S Rokhsar, José Luis Gómez-Skarmeta (2023). The little skate genome and the evolutionary emergence of wing-like fins. Nature 616, 495–503.
  • Christina Paliou, Philine Guckelberger, Robert Schöpflin, Verena Heinrich, Andrea Esposito, Andrea M Chiariello, Simona Bianco, Carlo Annunziatella, Johannes Helmuth, Stefan Haas, Ivana Jerković, Norbert Brieske, Lars Wittler, Bernd Timmermann, Mario Nicodemi, Martin Vingron, Stefan Mundlos, Guillaume Andrey (2019). Preformed chromatin topology assists transcriptional robustness of Shh during limb development. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 116, 12390–12399.

  •  Bjørt K Kragesteen*, Malte Spielmann*, Christina Paliou, Verena Heinrich, Robert Schöpflin, Andrea Esposito, Carlo Annunziatella, Simona Bianco, Andrea M Chiariello, Ivana Jerković, Izabela Harabula, Philine Guckelberger, Michael Pechstein, Lars Wittler, Wing-Lee Chan, Martin Franke, Darío G Lupiáñez, Katerina Kraft, Bernd Timmermann, Martin Vingron, Axel Visel, Mario Nicodemi, Stefan Mundlos, Guillaume Andrey. Dynamic 3D chromatin architecture contributes to enhancer specificity and limb morphogenesis. Nature Genetics. 50, 1463–1473.

     

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Miembro del laboratorio y colaboradores


 

Miembros del laboratorio

Dr. Elisa Suarez Martinez, Research Assistant

Colaboradores

Sylvie Mazan (Observatoire Oceanologique-CNRS, Banyuls-sur-Mer, France)
Dario Lupiañez (CABD, Seville, Spain)
Christian Feregrino (MPIMG, Berlin, Germany)