绘制细胞如何选择命运的新方法

九州大学研究人员开发了 ddHodge,这是一种准确重建细胞命运动态的方法,可增强对生物过程和疾病的理解。

来源:Scientific Inquirer

九州大学的研究人员开发了一种名为 ddHodge 的创新计算方法,可以重建细胞如何决定其命运的复杂动态。据《自然通讯》报道,这种方法为更深入地了解发育、再生和疾病所涉及的生物过程铺平了道路。

了解发育中的细胞如何选择其命运,例如分化为神经细胞或肌肉细胞,是生物学和医学领域的一个核心挑战。为了研究这些机制,科学家经常依靠单细胞 RNA 测序 (scRNA-seq)——一种揭示单个细胞内哪些基因活跃的技术。 scRNA-seq 虽然功能强大,但具有破坏性,这意味着它只能提供细胞的一次性快照,而不能提供细胞状态随时间的演变。

像 RNA 速度这样的计算方法已经开始通过推断细胞近期的未来方向和它前进的“速度”来解决这一局限性。然而,细胞的状态是由无数基因定义的,将其置于复杂的高维空间中。由于当前的技术无法准确地表示这个完整的空间,因此它们将其压缩为更少的维度,不可避免地会丢失有关数据几何的重要信息。因此,不可能一致地评估细胞状态的稳定性,也就是说,人们无法区分处于分支点的高度可塑性、不稳定的细胞和深度稳定的细胞。

在此背景下,九州大学医学部的Kazumitsu Maehara副教授和九州大学生物调节医学研究所的Yasuyuki Ohkawa教授开发了ddHodge,这是一种可以更准确地重建细胞状态动态的几何保持方法。

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