中美團隊開發高精度生命全景時空算法工具

新華社杭州11月12日電（記者朱涵）杭州華大生命科學研究院聯合美國斯坦福大學、我國武漢大學等高校和科研機構，開發出高精度生命全景時空算法工具“Spateo”，使空間轉錄組學技術能夠精細地重構器官三維結構，系統地量化基因和細胞的時空動態過程。相關論文11月12日在國際學術期刊《細胞》上發表。

圖為高精度生命全景時空算法工具“Spateo”整體功能示意圖。（杭州華大生命科學研究院供圖）

論文通訊作者之一、杭州華大生命科學研究院白寅琪博士介紹，空間轉錄組學技術能夠準確反映細胞的空間排布和RNA的原位表達，是生命科學研究的重大技術創新，但使用這種技術所產生的大量原始數據，仍需要結合算法工具進行處理、分析，才能找到在空間分佈上具有意義的細胞和基因表達。

“此前的算法工具大多側重於空間原位信號的可視化，但缺乏系統性分析數據的方法。這是我們進行新型工具研發的原因。”白寅琪説。

據介紹，研究團隊此次開發出的算法工具採用數學建模方式，具備三維重建、區域數字化、細胞間相互作用推斷、宏觀組織與微觀基因關聯以及用於交互式操作的可視化界面等功能。

為驗證性能，研究團隊以小鼠胚胎和果蠅發育的研究為例，探索了三維空間中隨時間變化的器官生態形成機制，並構建了小鼠胚胎髮育的“3D分子全息圖”。

“新工具將顯著提高科研人員對發育過程中器官形成的理解，幫助科研人員進一步從時間和空間維度上認知基因、細胞，為推進胚胎髮育、腦科學、疾病等多個領域的研究提供支撐。”白寅琪説。