迄今最完整胚胎发育单细胞图谱发布

2022-08-05 14:45:45 文章来源:网络
  “拍摄胚胎生长的整个过程、所有阶段和所有细胞类型,可以更全面地了解伴随发育的细胞状态和分子变化。” 领导这项研究的欧洲分子生物学实验室的科学家 Eileen Furlong 说,他们能够使用深度学习来获得一个连续的视图——精确到分钟——驱动胚胎发育的分子变化。
  胚胎发育始于卵子的受精,随后是一系列细胞分裂和分化,形成一个非常复杂的多细胞胚胎,可以移动、进食、感知并与环境相互作用。 一百多年来,研究人员一直在研究这种胚胎发育过程。 然而,由于采样、成本和技术方面的许多挑战,几乎不可能以单细胞分辨率描述整个胚胎发育。
  在这方面,果蝇是发育生物学、基因调控和染色质生物学中的模式生物,其胚胎发育得如此之快,以至于在受精后仅 20 小时内,所有组织都已形成,包括大脑、肠道和心脏。
  本研究描述了跨越果蝇胚胎发育整个过程的重叠时间点的近 100 万个细胞的开放染色质和 500,000 个细胞的 RNA。 使用机器学习神经网络,研究人员使用重叠的时间点以更精细的分辨率预测每个细胞的精确发育时间。
  研究人员表示,尽管收集的样本包含的胚胎在 2 或 4 小时的时间窗口内年龄略有不同,但他们的方法能够以分钟为单位放大胚胎发育时间线的任何部分。
  这项研究可以作为其他模型系统的框架。 例如,哺乳动物胚胎发育、体外细胞分化,甚至病变细胞的药物治疗等,都可以在采样时间上进行设计,以实现更高分辨率的最佳时间预测。
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