Forschungsfelder: räumliche Omics, integrierte Multi-Slice-Ausrichtung, multiskaliges, dynamisches grafisches Faltungs-Neuronales Netzwerk
Dong Hongyu |. Titel des Papiers: SANTO: eine grobe bis feine Ausrichtung und Naht Methode für räumliche Omics
Papierquelle: Nature Communications
Abbildung 1 Schema des SANTO-Algorithmus
Forscher haben durch umfangreiche Experimente die überlegene Leistung von SANTO im Vergleich zu bestehenden Methoden bestätigt. Zunächst führten sie Benchmark-Bewertungen verschiedener Datensätze mit verschiedenen veröffentlichten Methoden durch (Abbildung 2). Die Bewertungsergebnisse zeigten, dass die Genauigkeit und Robustheit von SANTO bei Ausrichtungsaufgaben und Spleißaufgaben die vorhandenen Methoden übertraf.
Abbildung 2 Benchmark-Vergleich von SANTO und anderen vorhandenen Methoden
Nachdem die Forscher die hohe Leistung des SANTO-Modells überprüft hatten, nutzten sie dieses Tool, um eine Vielzahl nachgelagerter Anwendungen durchzuführen. Insbesondere richteten sie Abschnitte (10x Xenium und Visium) über Plattformen (10x Xenium und Visium) aus demselben Gewebe (Brustkrebsprobe) aus und fügten sie zusammen (Abbildung 3), wodurch eine vielfältigere Zusammensetzung von Zelltypen und nach räumlicher Zelle identifiziert wurde Die Kommunikationsanalyse erforscht die Mikroumgebung des Tumors detaillierter und liefert neue Leitlinien für die klinische Behandlung.
Abbildung 3 SANTO hat erfolgreich plattformübergreifende Schnitte von Brustkrebsproben zusammengefügt, um die Mikroumgebung des Tumors zu erkunden
Die Forscher wandten das Modell außerdem an, um dreidimensionale räumlich-zeitliche Omics-Daten auszurichten, um Gewebeentwicklungsprozesse aufzudecken. Durch die Ausrichtung zweier Mäuseembryo-Proben (dreidimensionale Proben im E14.5- bzw. E15.5-Stadium, wobei jede Probe aus vier aufeinanderfolgenden zweidimensionalen Schnitten besteht) kann das Modell den räumlich-zeitlichen Entwicklungspfad von Leber, Lunge und Herz aufdecken und anderen Organen, trägt zur Erforschung des Alterns und der Krebsentwicklung bei (Abbildung 4).
Abbildung 4 Mit SANTO eine räumlich-zeitliche 3D-zu-3D-Ausrichtung erreichen
Schließlich verwendeten die Forscher SANTO, um die Schnitte der beiden Modalitäten der Genexpression und Histonsequenzierung auszurichten und so eine modalübergreifende Integration zu erreichen zeigt, dass SANTO eine Vielzahl von Ausrichtungsaufgaben ausführen kann (Abbildung 5).
Abbildung 5 Verwendung von SANTO zur Erzielung einer modalübergreifenden Ausrichtung
Kurz gesagt, in dieser Studie entwickelten die Forscher ein allgemeines Framework – SANTO, um die Ausrichtungs- und Spleißprobleme räumlicher Omics zu lösen. Umfassende Benchmark-Tests zeigen die überlegene Leistung des Modells in Bezug auf Genauigkeit, Robustheit und Benutzerfreundlichkeit und demonstrieren die Leistung von SANTO bei einer Vielzahl anspruchsvoller Aufgaben durch Aufgaben wie plattformübergreifendes Stitching, räumlich-zeitliche 3D-zu-3D-Ausrichtung und modalübergreifende Ausrichtung . leistungsstarke Funktionen in der Anwendung.
Jizhi Club cooperates with Tang Leihan, Chair Professor of the School of Science and Interdisciplinary Science Center of Westlake University, Chang Cheng and Li Yang, associate researchers of the National Protein Science Center (Beijing), Tang Qianyuan, assistant professor of Hong Kong Baptist University, and researcher of the Institute of Frontier Interdisciplinary Studies of Peking University Lin Yihan and Tang Shijie, a postdoctoral fellow at the Center for Excellence in Molecular Cell Science of the Chinese Academy of Sciences, co-sponsored the "Complexity of Life: Principles of Composition of Complex Life Systems" book club to review life sciences from the microscopic cell scale, the mesoscopic tissue and organ scale, to the macroscopic human body scale. Important issues and important data in the field are hoped to promote in-depth exchanges between statistical physics, machine learning method researchers and omics researchers, establish interdisciplinary cooperation relationships, and stimulate new research ideas and cooperation projects. The reading club will start on August 6, 2024, and will be held every Tuesday evening from 19:00-21:00, with an estimated duration of 10-12 weeks. Friends who are interested in this cutting-edge field that deeply intersects life sciences, physics, complex science, and computer science are welcome to join!
The above is the detailed content of Nat. Commun. Express: A two-stage alignment and splicing method for spatial omics. For more information, please follow other related articles on the PHP Chinese website!