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        算法提供了對細(xì)胞發(fā)育的深入了解
        
			
        
				2019-01-16 10:27:19
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        通過RNA測序，研究人員可以測量哪些基因在樣品的每個單個細(xì)胞中表達(dá)。一種新的統(tǒng)計方法允許研究人員從由異步階段組成的細(xì)胞混合物中推斷出不同的發(fā)育過程。HelmholtzZentrumMünchen的研究人員與慕尼黑技術(shù)大學(xué)的同事們在Nature Methods雜志上發(fā)表了這一發(fā)現(xiàn)。
        

        算法提供了對細(xì)胞發(fā)育的深入了解
        

        今天，細(xì)胞生物學(xué)不再只關(guān)注靜態(tài)，而是試圖了解細(xì)胞的動態(tài)發(fā)展。對此的一個實(shí)例是形成各種類型的血細(xì)胞，例如來自其前體的血紅細(xì)胞或內(nèi)皮細(xì)胞，血液干細(xì)胞。為了理解這個過程是如何進(jìn)行遺傳控制的，科學(xué)家們通過轉(zhuǎn)錄組分析來分析哪些基因是表達(dá)的。
        

        “對我而言，我們現(xiàn)在甚至能夠確定單細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組仍然令人驚訝“主要作者Laleh Haghverdi說，”尤其是當(dāng)人們意識到典型的細(xì)胞只含有幾皮克的RNA時。這些數(shù)據(jù)的可用性現(xiàn)在開始徹底改變許多研究領(lǐng)域，但需要新的統(tǒng)計方法來解釋這些“例如，樣本的所有單元格都不會同步開始它們的開發(fā)，它們的開發(fā)需要不同的時間長度。因此，我們總是在處理動態(tài)混合物，“HelmholtzZentrumMünchen計算生物學(xué)研究所(ICB)的博士生Haghverdi補(bǔ)充道。”從這個過程構(gòu)建多個步驟是非常困難的，特別是因?yàn)榧?xì)胞僅適用于一次測量。“
        

        歡迎來到偽時代
        

        為了從單個時間點(diǎn)的測量來解密發(fā)展過程，準(zhǔn)快照測量，由ICB主任Fabian Theis博士教授領(lǐng)導(dǎo)的研究人員開發(fā)了一種稱為擴(kuò)散偽定法的算法來解釋單細(xì)胞測序數(shù)據(jù)。該算法在虛擬時間線上對細(xì)胞進(jìn)行排序 - 偽時間 - 沿著它們顯示轉(zhuǎn)錄組中的連續(xù)變化。因此，可以重建哪些基因順序表達(dá)。通過這種方法，研究人員可以圖形顯示不同細(xì)胞類型的發(fā)育路徑的分支譜系。
        

        “例如，我們可以展示一個相對均勻的血液干細(xì)胞群如何發(fā)展成不同的細(xì)胞類型，”研究負(fù)責(zé)人Theis說。“有些人變成了紅細(xì)胞，有些則分化成內(nèi)皮細(xì)胞。我們可以根據(jù)單細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)追蹤這些命運(yùn)。” 此外，科學(xué)家還獲得了關(guān)于哪些基因開關(guān)的信息。發(fā)現(xiàn)處于不同發(fā)育階段的相對分散的細(xì)胞混合物可以在計算機(jī)上解開，并且在分析之后，提供正在進(jìn)行的各個步驟的清晰圖像。
        

        然而，這只是研究人員的開始，因?yàn)檠盒纬傻倪^程相對容易理解。它們僅作為測試對象來確定方法的工作情況。“在未來，我們希望將重點(diǎn)放在迄今為止仍然難以捉摸的過程中，或者根本不會被發(fā)現(xiàn)的過程，”Theis說。
        
			

			
          
        
			
        
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