細胞是生命的基本單位。在多細胞生物中，不同的基因在不同的細胞中表達，產生定義細胞類型的個體特征。這些細胞類型實現其獨特的位置、形狀、結構和功能。基于這些特性，細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胞表型對于理解整個身體的結構和功能至關重要。

開源的互動探索

在本篇文章中，Hernando M. Vergara等人提供了一個用于使用非物種特異性技術生成整合整個動物體內所有細胞的轉錄和形態信息的圖譜框架。這些細胞圖譜整合了整個環節動物的基因表達和超微結構，對所有分段細胞、細胞核和染色質的形態測量對細胞類別進行分類，并行頭部神經節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大圖像數據。




為了獲取全身SBEM數據集，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，從而產生了 11,416 個由 > 200,000 塊瓷磚制成的平面圖像總大小為 2.5 TB。該數據集能夠對整個身體的整體解剖結構和超微結構細節進行詳細分析。

一個全身連續塊面掃描電子顯微鏡數據集

文中從 EM 體積中分割每個細胞、細胞核和選定的超微結構。為了評估細胞分割的質量，研究專注于幼蟲腎病。作為全面超微結構分割原理的證明，研究對腎纖毛進行了分割，并表明每側 7 個細胞中的每一個都為連續的中央束貢獻了幾個纖毛。該束在左側和右側分別包含 85 和 78 根纖毛。結果觀察到兩側每個細胞的纖毛分布相似，發現對于任何管腔橫截面，表明纖毛主要來自一個細胞。亞核結構的強烈對比允許使用核分割作為掩碼對染色質進行語義分割。細胞核顯示出明暗亞區的曲折模式，對應于經典的常染色質和異染色質加核仁。

研究過程中注意到單獨的染色質特征（強度和紋理）仍然以驚人的效率發現雙側對（例如，7% 的細胞在 5 個最近的鄰居中找到合作伙伴，12% 在 10 個，18% 在 20 個），這些結果表明染色質形態和基因表達譜之間存在一些相關性。文章使用成人眼睛進行注冊驗證，其復雜的細胞形態包括橫紋狀感光細胞和色素細胞，并揭示了單獨劃分色素和光感受器的基本-螺旋-環-螺旋 (bHLH) 轉錄因子mitf和單獨劃分光感受器細胞的 bHLH 因子olig 的不同模式。

研究在頭部偽隨機選取384個neu神經元，手動追蹤其分枝，觀察每個GN神經元獨特、獨特的神經突起突起和神經支配場。這使得研究者能夠定義6-的感覺和中樞GN基于基因表達、位置、神經元形態和投射信息的DPF腦。

頭部神經節和蘑菇體的表達譜和神經投射

綜上所述，研究將細胞分辨率基因表達、解剖分割和神經突追蹤的獨特組合產生了對身體整體組織的新見解，代表了對基因表達和亞細胞形態之間關系進行全面調查的第一步。借助這個的新資源，可以將其擴展為整合整個動物和不同發育階段的連接組學和轉錄組學。（生物谷bioon.com）

小編推薦會議 2021 （第四屆）單細胞多組學研究與臨床應用峰會

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