可读的

利用图像可读的碱基编辑器记录重建空间中的细胞历史

了解单个细胞的祖先状态和谱系关系可以揭示发育背后的动态程序。通过设计细胞来主动记录自身基因组 DNA 中的信息可以揭示这些历史，但现有的记录系统信息容量有限或会破坏空间背景。在这里，我们介绍了 baseMEMOIR，它结合了碱基编辑、顺序杂交成像和贝叶斯推理，可以重建高分辨率细胞谱系树和细胞状态动态，同时保留空间组织。BaseMEMOIR 随机且不可逆地将工程二核苷酸编辑为三种备选图像可读状态之一。通过基因组整合可编辑二核苷酸阵列，我们构建了一个具有 792 位可记录、图像可读内存的胚胎干细胞系，比最先进的技术增加了 50 倍。模拟表明，这种内存大小足以准确重建深层谱系树。通过实验，baseMEMOIR 可以精确重建胚胎干细胞群落中 6 代或更多代的谱系树。此外，它还允许从端点图像推断祖先细胞状态及其定量细胞状态转换率。因此，baseMEMOIR 提供了一个可扩展的框架，用于重建空间组织的多细胞系统中的单细胞历史。