單細胞RNA測序（scRNA-seq）可以顯示單個細胞在給定時刻表達的基因，並且可以提供有關細胞如何隨時間發展的大量數據。
但是，scRNA-seq會破壞細胞，因此科學家無法精確追踪細胞從一種狀態遷移到另一種狀態時所採取的路徑。結果，我們仍然不知道很多事情，例如，細胞在正常胚胎髮育過程中如何轉化，或者何時轉化。線上娛樂城 從成熟到類似幹細胞的程序博馬娛樂城 州。
為了填補這些知識空白，廣泛的科學家利用了一種稱為“最佳運輸”的強大數學方法來創建一個名為Waddington-OT的框架。他們隨後我們帝禾娛樂城在大規模的干細胞重編程scRNA-seq時間過程研究中，該方法可預測細胞群體如何從一種狀態轉變為另一種狀態。
這項工作為生物學界提供了新的分析能力和巨大的發展數據聚寶盆。
“在發育生物學中，我們希望能夠了解細胞在每個發育階段的起源和命運，並認識到控制這些命運的調節程序，”博德核心研究所成員博士後Geoffrey Schiebinger說。iwin娛樂城r和Klarman Cell Observatory主任Aviv Regev。 “通過將數據快照拼接成電影，最佳傳輸方式有助於揭示發展過程的精細細節。”
Schiebinger是介紹Cell研究成果的論文的第一批共同作者之一，他是Broad研究院院長兼創始董事Eric Lander的博士後Jian Jian的同僚。 Regev實驗室的博士後研究員Marcin Tabaka；以及Lander和Regev實驗室的研究生Brian Cleary。
舒特說：“以前，沒有用於重編程過程的大規模scRNA-seq路線圖。”舒先生還與懷特海德研究所生物學家魯道夫·賈尼施（Rudolf Jaenisch）合作。 “現在，我們提供兩種資源，一種用於分析此重新編程過程的新方法，以及該過程的第一個高分辨率實驗室數據。”
Regev說：“單細胞RNA測序具有強大的功能，既可以揭示發育過程的細節，又可以及時顯示高分辨率，這是前所未有的。” “要想全面了解這一切，不僅需要從頭開始創建新的數學方法，而且我們要回頭看看如何以新的方式適應過去的數地下六合彩玩法學創新。”
尋找“最佳”路徑
關於細胞如何前進到特定譜系的經典比喻是英國生物學家C.H. 1957年妞妞怎麼贏的沃丁頓（Waddington），牢房像大理石一樣滾落在有山脊和山谷的滑雪坡上。
沃丁頓的比喻並未追踪一群細胞成熟時可能採取的路徑。斜坡頂部的哪些單元格會引起每個山谷中的單元格？
席賓格解釋說：“我們所看到的是在一個時間點存在的單元格，然後在下一時間點存在的單元格。”他也是麻省理工學院統計中心Philippe Rigollet的博士後研究員。還與Lander緊密合作。 “有很多方法可以將開始出現的單元連接到結束出現的單元。”
視頻片頭：Broad Institute
為了預測連接，Schiebinger，Tabaka，Cleary及其同事轉向了最佳運輸方式。這種數學技術最早是在1780年代由法國數學家加斯帕德·蒙格（Gaspard Monge）探索的，目的是計算出士兵在建造防禦工事時移動泥土的最有效方法。拿破崙在埃及戰役中使用了這種方法。 Schiebinger和他的同事認為，他們可以使用它來觀察細胞如何找到向他們開放的最佳發育途徑。
通過將細胞生長和死亡納入方程式，科學家調整了生物學的最佳運輸方式，從而創建了Waddington-OT框架。 Schiebinger說：“它尋找對數據最簡單的解釋。”據我們所知，這可能是生物學中最佳轉運的首次應用。”
在這個簡短的視頻中，Geoff Schiebinger解釋了18世紀的數學如何幫助發掘生物學的新見解。
全天候跟踪時間點
Shu及其團隊中的其他人將Waddington-OT應用於一項大規模的scRNA-seq研究，該研究追踪了成熟細胞（在這種情況下為小鼠成纖維細胞）如何被重新編程為誘導性多能幹細胞（iPSC）的過程。
該研究涉及兩個單獨的重編程實驗。最初，該團隊在16天內每48小時收集一次樣品，生成約65,000個scRNA-seq基因表達譜。當這給出了令人鼓舞的結果時，Shu和他的合作者收集了第二個超高密度的時間過程，甚至在18天的更長時間內每12小時採樣一次。總體而言，他們收集了超過315,000個個人資料，是迄今為止同類研究中規模最大的。
將Waddington-OT應用於得到的數據集，研究人員發現，細胞重編程比科學家以前知道的釋放了更大範圍的發育程序和狀態變化。例如，在一天半的重新編程過程中，他們發現細六合彩結果號碼胞開始分為兩個主要組：一個產生了類基質細胞（支持性結構性和結締性細胞），另一個經歷了所謂的間質到上皮的轉變，並產生類似於iPSC，神經元和胎盤細胞的細胞。
此外，他們看到這些早期命運不一定是固定的：一些開始在一個主要組中發育的細胞後來轉移到另一個。
Waddington-OT還強調了許多階段，其中不同的亞類開花並減少，甚至揭示了某些細胞類型中的基因組畸變。
該小組進行了後續實驗，以測試Waddington-OT的兩個預測，研究了在重編程細胞中添加稱為Obox6的轉錄因子和稱為GDF9的細胞因子如何影響重編程效率。正如Waddington-OT建議的那樣，這兩種化合物均能增強幹細胞增殖，表明該框架可能揭示改善重編程過程的機會。
所有運輸映射
研究團隊正在向研究社區免費提供其數據和可下載的交互式Waddington-OT查看器。
Schiebinger說：“有了觀察者，我們就可以觀察到一段時間內細胞的後代，然後觀察它們的後代，並向前和向後觀察這些軌跡。任何人都可以鍵入喜歡的基因並看到該基因。威博娛樂城該基因的表達模式。
他補充說：“此外，有可能這樣做是為了識別諸如細胞增殖或任何其他過程之類的生物途徑。”
蘭德說：“一種具有230年曆史的重新排列污垢的數學方法和一種具有5年曆史的研究細胞的實驗方法可以結合在一起，為探索發育生物學前沿提供一種方法，這真是太好了。”
本文已從Broad Institute提供的材料中重新發布。注意：材料的長度和內容可能已被編輯。有關更多信息，請聯繫引用的來源。
