細(xì)胞是生命的基本單位。在多細(xì)胞生物中，不同的基因在不同的細(xì)胞中表達(dá)，產(chǎn)生定義細(xì)胞類型的個(gè)體特征。這些細(xì)胞類型實(shí)現(xiàn)其獨(dú)特的位置、形狀、結(jié)構(gòu)和功能?；谶@些特性，細(xì)胞類型組裝成特定的組織和器官。因此，破譯基因型如何被解碼為細(xì)胞表型對(duì)于理解整個(gè)身體的結(jié)構(gòu)和功能至關(guān)重要。

開源的互動(dòng)探索

在本篇文章中，Hernando M. Vergara等人提供了一個(gè)用于使用非物種特異性技術(shù)生成整合整個(gè)動(dòng)物體內(nèi)所有細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄和形態(tài)信息的圖譜框架。這些細(xì)胞圖譜整合了整個(gè)環(huán)節(jié)動(dòng)物的基因表達(dá)和超微結(jié)構(gòu)，對(duì)所有分段細(xì)胞、細(xì)胞核和染色質(zhì)的形態(tài)測(cè)量對(duì)細(xì)胞類別進(jìn)行分類，并行頭部神經(jīng)節(jié)核和蘑菇體的分子解剖和投影組，利用開源瀏覽器探索和分析多模態(tài)大圖像數(shù)據(jù)。




為了獲取全身SBEM數(shù)據(jù)集，以 10 nm 的像素大小 (x/y) 和25 nm 的截面厚度 (z) 收集了完整的 6-dpf幼蟲的 EM 圖像堆棧，從而產(chǎn)生了 11,416 個(gè)由 > 200,000 塊瓷磚制成的平面圖像總大小為 2.5 TB。該數(shù)據(jù)集能夠?qū)φ麄€(gè)身體的整體解剖結(jié)構(gòu)和超微結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)分析。

一個(gè)全身連續(xù)塊面掃描電子顯微鏡數(shù)據(jù)集

文中從 EM 體積中分割每個(gè)細(xì)胞、細(xì)胞核和選定的超微結(jié)構(gòu)。為了評(píng)估細(xì)胞分割的質(zhì)量，研究專注于幼蟲腎病。作為全面超微結(jié)構(gòu)分割原理的證明，研究對(duì)腎纖毛進(jìn)行了分割，并表明每側(cè) 7 個(gè)細(xì)胞中的每一個(gè)都為連續(xù)的中央束貢獻(xiàn)了幾個(gè)纖毛。該束在左側(cè)和右側(cè)分別包含 85 和 78 根纖毛。結(jié)果觀察到兩側(cè)每個(gè)細(xì)胞的纖毛分布相似，發(fā)現(xiàn)對(duì)于任何管腔橫截面，表明纖毛主要來自一個(gè)細(xì)胞。亞核結(jié)構(gòu)的強(qiáng)烈對(duì)比允許使用核分割作為掩碼對(duì)染色質(zhì)進(jìn)行語義分割。細(xì)胞核顯示出明暗亞區(qū)的曲折模式，對(duì)應(yīng)于經(jīng)典的常染色質(zhì)和異染色質(zhì)加核仁。

研究過程中注意到單獨(dú)的染色質(zhì)特征（強(qiáng)度和紋理）仍然以驚人的效率發(fā)現(xiàn)雙側(cè)對(duì)（例如，7% 的細(xì)胞在 5 個(gè)最近的鄰居中找到合作伙伴，12% 在 10 個(gè)，18% 在 20 個(gè)），這些結(jié)果表明染色質(zhì)形態(tài)和基因表達(dá)譜之間存在一些相關(guān)性。文章使用成人眼睛進(jìn)行注冊(cè)驗(yàn)證，其復(fù)雜的細(xì)胞形態(tài)包括橫紋狀感光細(xì)胞和色素細(xì)胞，并揭示了單獨(dú)劃分色素和光感受器的基本-螺旋-環(huán)-螺旋 (bHLH) 轉(zhuǎn)錄因子mitf和單獨(dú)劃分光感受器細(xì)胞的 bHLH 因子olig 的不同模式。

研究在頭部偽隨機(jī)選取384個(gè)neu神經(jīng)元，手動(dòng)追蹤其分枝，觀察每個(gè)GN神經(jīng)元獨(dú)特、獨(dú)特的神經(jīng)突起突起和神經(jīng)支配場(chǎng)。這使得研究者能夠定義6-的感覺和中樞GN基于基因表達(dá)、位置、神經(jīng)元形態(tài)和投射信息的DPF腦。

頭部神經(jīng)節(jié)和蘑菇體的表達(dá)譜和神經(jīng)投射

綜上所述，研究將細(xì)胞分辨率基因表達(dá)、解剖分割和神經(jīng)突追蹤的獨(dú)特組合產(chǎn)生了對(duì)身體整體組織的新見解，代表了對(duì)基因表達(dá)和亞細(xì)胞形態(tài)之間關(guān)系進(jìn)行全面調(diào)查的第一步。借助這個(gè)的新資源，可以將其擴(kuò)展為整合整個(gè)動(dòng)物和不同發(fā)育階段的連接組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)。（生物谷bioon.com）

小編推薦會(huì)議 2021 （第四屆）單細(xì)胞多組學(xué)研究與臨床應(yīng)用峰會(huì)

http://meeting.bioon.com/2021SC