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迄今最完好胚胎发育单细胞图谱发布

“拍照胚胎成长的悉数进程,即一切阶段和一切细胞类型,就能更全面地了解随同发育而来的细胞状况和分子改变。”领导该研讨的欧洲分子生物学实验室科学家艾琳·弗隆说,他们能使用深度学习来取得驱动胚胎发育的分子改变的接连视图——准确到分钟。

胚胎发育始于卵子受精,随后是一系列细胞分裂和分解,构成一个十分复杂的多细胞胚胎,可移动、进食、感知并与环境相互作用。研讨人员对这一胚胎发育进程的研讨已有一百多年的前史。但是,因为采样、本钱和技能方面的许多应战,在单细胞分辨率下描绘整个胚胎发育几乎是不可能的。

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一种形式生物,其胚胎发育十分敏捷,受精后仅20小时内,一切安排都现已构成,包括大脑、肠道和心脏。

本研讨描绘了近100万个细胞的敞开染色质和50万个细胞的RNA,这些细胞来自堆叠的时刻点,跨过了果蝇胚胎发育的整个进程。经过机器学习神经网络,研讨人员使用堆叠的时刻点以更精密的分辨率猜测每个细胞的准确发育时刻。

研讨人员表明,虽然搜集的样本包括的胚胎在2或4小时的时刻窗口内年纪略有不同,但他们的办法能以几分钟为单位扩大胚胎发育时刻轴的任何部分。

这项研讨可作为其他模型体系的结构。例如,哺乳动物胚胎发育、体外细胞分解,乃至疾病细胞的药物医治等,可规划采样时刻的空隙,以便以更高的分辨率进行最佳时刻猜测。

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