抗原提供了细胞类型同质性和转录基因分歧在哺乳动物大脑发展的全球视图
Matthew T Schmitz1, Jingwen W Ding2,3, Sara Nolbrant2
1Allen Institute for Brain Science, Seattle, WA, USA.
bioRxiv : the preprint server for biology
|November 24, 2025
概括
新的计算框架 ANTIPODE 揭示了基因调节差异如何影响哺乳动物大脑的进化. 它识别了跨物种的同源细胞类型,显示了保留的神经元类,但它们内的基因表达是不同的.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 发展生物学 发展生物学
- 计算生物学 计算生物学
背景情况:
- 哺乳动物的大脑发育涉及神经元和质细胞生成的保存序列.
- 基因调节网络的分歧影响大脑的组成,缩放,时间和功能.
- 解决基因调节分歧需要细胞分辨率,跨物种数据和强大的同类鉴定.
研究的目的:
- 引入ANTIPODE,这是一个深度学习框架,用于跨物种整合单细胞数据.
- 识别同源细胞类型并分析差异性基因表达.
- 发现哺乳动物大脑进化中的基因调节分歧的原理.
主要方法:
- 开发了ANTIPODE,这是一个深度学习的变异推理框架.
- 应用抗体对的整个大脑发育数据.
- 将人类,和老鼠大脑发育数据整合到一个元图谱中.
主要成果:
- ANTIPODE成功地整合了多种单细胞数据集,并识别了同源细胞类型.
- 在物种中发现了早期神经元类的广泛保护.
- 揭示了同源细胞类型内的广泛的基因调控分歧,受基因组背景,血统和时间的影响.
结论:
- ANTIPODE为跨物种单细胞分析提供了一个正式的,可解释的框架.
- 证明了基因调节分歧的原理,塑造了哺乳动物大脑的进化.
- 突出了大脑发育中的保存结构和调节性可塑性的相互作用.
