eSPRESSO: topological clustering of single-cell transcriptomics data to reveal informative genes for spatio–temporal architectures of cells

eSPRESSO: topological clustering of single-cell transcriptomics data to reveal informative genes for spatio–temporal architectures of cells - BMC Bioinformatics

1. 本研究の学術的背景、研究課題の核心をなす学術的「問い」は何ですか？
- 生物の発生過程では、細胞の空間的な位置や時間的な序列が発生の決定的な役割を果たす。
- 生物情報学の能力を用いて、発生のメカニズムに関する空間・時間動態の解析が不可欠である。

2. 本研究の目的及び学術的独自性と創造性は何ですか？
- 基盤情報科学技術を用いて、遺伝子発現の空間的・時間的ダイナミクスを解析し、生物の発生過程のメカニズムを明らかにすることを目的としている。
- 空間的発現情報によって、細胞または組織内の三次元的な情報を再構成する現在の手法に対して、より正確かつ効率的な手法を提案している。

3. 本研究の着想に至った経緯や、関連する国内外の研究動向と本研究の位置づけは何ですか？
- 従来の予測モデルは、発現情報だけでは十分に正確な空間再構築を行えなかったため、細胞の空間的な位置の再構築を試みる研究が進められている。
- 本研究では、発現情報を用いて、細胞の空間的な位置の再構築に成功することで、細胞の発生過程に関する新たな理解を示唆する。

4. 本研究で何をどのように、どこまで明らかにした？
- 本研究では、空間的発現情報を用いた細胞の空間的な再構築法を提案している。
- さらに、ヒトの胚心臓やマスウサギの脳、胚心臓、肝臓小葉のデータを用いて、本手法が高い再現性をもつことを示し、トポロジーに関する有用な遺伝子を同定した。
- 各種臓器の細胞系譜を追跡するために、パンクリアス・オルガノイドのメカニズムについても詳細に調べられた。

5. 本研究の有効性はどのように検証した？
- 本研究によって、発現情報を用いた空間的・時間的な再構築に成功する手法が開発された。
- また、ヒトの胚心臓やマスウサギの脳、胚心臓、肝臓小葉のデータを用いた再構築法の有効性が確認され、パンクリアス・オルガノイドのメカニズムの解析に適用された。