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单细胞基因组学研究斑马鱼发育细胞命运决定
近年来，单细胞基因组学的新发展通过实现对胚胎细胞类型和分化轨迹的系统分析，改变了发育生物学。正在进行的实验和计算方法开发旨在揭示基因调控机制，并提供有关发育细胞命运决定的更多时空信息。在这里，我们讨论单细胞基因组学的最新技术发展以及生物学应用，特别关注发育细胞命运决定的分析。虽然这里描述的方法通常适用于广泛的模型系统，但我们将重点讨论斑马鱼的应用，斑马鱼已被证明是建立单细胞基因组学新方法的特别强大的模型生物。
可解释的机器学习，以预测地下水中五氯苯酚的命运和运输
五氯苯酚（PCP）是一种常见的顽固和有毒的地下水污染物，可抵抗降解，生物蓄积，并具有远程环境运输的潜力。采取适当的措施处理生命周期后果的污染物，需要更好地了解其在地下的行为。我们认识到，随着机器学习（ML）技术在环境应用中的到来，在受污染的地下水站点增强决策的巨大潜力。我们使用ML来增强对地下PCP传输特性动力学的理解，并确定影响其运输和命运的关键水力化学和水文地质驱动因素。我们证明了通过数据驱动方法提供的这种互补知识如何在两个高度受污染的瑞典地下水站点进行更有针对性的MONI进行和修复计划，并在此验证了该方法。我们评估了6种可解释的ML方法，3个线性回归器和3个非线性（即基于树的）回归体，以预测地下水中的PCP浓度。建模结果表明，发现简单的线性ML模型在没有任何缺失值的数据集的观察结果中很有用，而基于树的回归器更适合包含缺失值的数据集。考虑到在受污染的现场调查期间收集的数据集中缺少值很常见，这对于受污染的现场计划者和经理来说可能非常重要，最终降低了现场调查和监视成本。此外，我们使用SHAP（Shapley添加说明）方法解释了所提出的模型，以破译不同驱动因素在关键水力地球化学变量的预测和模拟中的重要性。其中，氯苯酚的总和在分析中具有最高的意义。除了模型，四氯苯酚，溶解有机碳和电导率外，还设置了该设置。因此，可以使用ML方法来改善对地下水污染运输动力学的理解，填补使用更复杂的确定性建模方法时仍然存在的知识空白。
CAS9和多动援助之间的合作性建立了广泛的和
。cc-by-nd 4.0国际许可证。是根据作者/资助者提供的预印本（未经同行评审认证）提供的，他已授予Biorxiv的许可证，以在2025年2月23日发布的此版本中显示此版本的版权持有人。 https://doi.org/10.1101/2025.02.23.639689 doi：Biorxiv Preprint
对皮质投影神经元命运多样性的时间控制
摘要在新皮层发育过程中，皮质投射神经元（PN）被顺序产生并组装成我们与环境相互作用的基础的电路。皮质PN在出生日期，层位置，近距离身份，连通性和功能方面是异质的。这种多样性在进化最新的物种中引起了争议，但是在皮质生成期间何时以及如何出现。虽然确定基因和早期随机性的时间锁定表达允许产生不同类型的PN，但在展开相似的转录过程中的时间差异，而不是这些程序中的基本差异，但进一步说明了PN亚型和跨物种之间的解剖变异性。总的来说，这些机制将在此处讨论，它参与了增加皮质PN多样性。
心肌梗塞后单核细胞命运决定的遗传图
炎症有助于心脏病的发病机理，并代表了心力衰竭的可行治疗靶点。心脏损伤引起中性粒细胞，单核细胞和T细胞的募集。单核细胞及其后代表示高度丰富，表现出令人难以置信的功能多样性，并且是心肌炎症的关键决定因素。关于指导单核命运决策的机制和信号事件还有很多尚待学习。，我们使用CCR2 CRERT2 ROSA2 LSL-TDDOMATO小鼠设计了一种遗传谱系追踪策略，并结合了单细胞RNA的顺序，以绘制单核细胞的命运和分化轨迹，这些单核细胞的命运和分化轨迹在抑制心脏后渗入心脏后，后者渗透了心脏梗死（MI）。我们观察到单核细胞募集仅限于MI后的前5天。浸润单核细胞产生转录不同的和空间限制的巨噬细胞和树突状细胞样子集，随着时间的流逝动态转移，并且在心肌内长期持续存在。伪分析分析预测了最初将单核细胞衍生的巨噬细胞的两个分化轨迹分别分配到边界和梗塞区域。在这些轨迹中，我们表明表达I型IFN响应签名的巨噬细胞是位于边界区域内的中间人群并促进心肌保护。共同发现了梗塞心脏中单核细胞分化的新复杂性，并表明调节单核细胞命运决策可能具有临床意义。
法航 447 航班的悲惨命运 - 圣诺伯特学院
当然，人为错误绝非无中生有。飞行员是复杂系统的一部分，该系统可以增加或减少飞行员犯错的概率。此次事故发生后，一个价值百万美元的问题是，是否可以在全世界范围内修改培训、仪表和驾驶舱程序，以便不再有人犯这种错误，或者，人为因素的加入是否总是会导致灾难性后果。毕竟，驾驶 AF447 的三名飞行员都是训练有素的飞行员，他们为世界上最负盛名的机队之一服务。如果他们能够将一架完好无损的飞机驾驶到海里，那么哪家航空公司可以振振有词地说：“我们的飞行员永远不会犯这种错误”？
随着衰老，记忆细胞生成过程中的 T 细胞命运决定
无论是通过自然免疫还是接种疫苗后，对传染病的防御都依赖于保护性 T 细胞记忆的产生和维持。幼稚 T 细胞是初级反应期间记忆 T 细胞生成的中心。激活后，它们会经历复杂、高度受调控的分化过程，向不同的功能状态发展。维持到老年的幼稚 T 细胞经历了表观遗传适应，这会影响它们在分化过程中的命运决定。我们回顾了年龄敏感的分子通路和基因调控网络，这些网络使幼稚 T 细胞分化倾向于效应细胞生成，而牺牲了记忆细胞和 Tfh 细胞。因此，老年人的 T 细胞分化与生物活性废物释放到微环境中、更高的应激敏感性以及偏向促炎特征和更短的寿命有关。这些适应不良不仅导致老年人对疫苗的反应不佳，还会加剧炎症状态。
microRNA介导的microRNA机械调节控制细胞命运决策
抽象的microRNA与Argonaute蛋白相关，形成了MicroRNA诱导的沉默复合物（MIRISC），以在转录后抑制靶基因表达。尽管microRNA是哺乳动物细胞分化中的关键调节剂，但我们对在发育过程中如何调节microRNA机械（例如mirisc）的理解仍然受到限制。我们先前表明，TRIM71抑制一种Argonaute蛋白AGO2的产生对于小鼠胚胎干细胞（MESC）自我更新至关重要（Liu等，2021）。在这里，我们表明，在哺乳动物中的四种Argonaute蛋白中，AGO2是MESC中主要受过的argonaute蛋白。此外，在多能性中，除了TRIM71介导的AGO2的调节（Liu等，2021），Mir182/Mir183还抑制AGO2。对这种微区介导的抑制作用的特异性抑制会导致干性缺陷，并通过let-7 microRNA途径加速分化。这些结果揭示了microRNA机械上的microRNA介导的调节电路，这对于维持多能性至关重要。
致癌TRIM37连接三阴性乳腺癌的化学耐药性和转移性命运
TNBC患者的大多数临床死亡都是由于化学抗性和侵略性转移造成的，非洲年轻妇女的患病率很高。虽然肿瘤驱动器众多并且变化了，但转移过渡的驱动因素在很大程度上尚不清楚。在这里，我们发现了TNBC肿瘤在TRIM37网络上的分子依赖性，该网络使肿瘤细胞能够抵抗化学治疗和转移性应激。TRIM37指导的组蛋白H2A单泛素化强化DNA修复的变化，从而使TP53突变的TNBC细胞具有抗化疗的抗性。化学治疗药物通过ATM/E2F1/STAT信号触发了正反馈回路，从而在化学抗性癌细胞中扩增了TRIM37网络。TRIM37的高表达诱导转移性表型的转录组变化特征，并且对TRIM37的抑制显着降低了TNBC细胞的体内倾向。选择性递送TIM37特异性反义寡核苷酸，使用抗叶酸受体1-结合的纳米颗粒与化学疗法结合使用，在自发转移性鼠模型中抑制了肺转移。总的来说，这些发现将TRIM37建立为临床相关的目标，并提供了治疗干预的机会。