TimeTalk uses single-cell RNA-seq datasets to decipher cell-cell communication during early embryo development

TimeTalk uses single-cell RNA-seq datasets to decipher cell-cell communication during early embryo development - Communications Biology

### 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？
本研究は、初期胚発生という複雑で動的なプロセスについての研究であり、そのプロセスは適切な細胞間通信に依存して正しくパターン化された胚を形成します。初期胚発生関連リガンド-受容体ペア（eLRs）は細胞の運命決定と形態形成を導くことが示されていますが、eLRsの範囲や初期胚発生への影響はまだ明らかになっていません。したがって、本研究の問いは、eLRsの範囲と初期胚発生への彼らの影響について明らかにすることです。

### 2. 本研究の目的及び学術的独自性と創造性は？
本研究の目的は、公開されているマウスの単一細胞RNA-シーケンス（scRNA-seq）データセットを統合して、eLRsの秘密を解き明かすための計算フレームワーク「TimeTalk」を開発することです。その独自性と創造性は、初期胚発生に関与するeLRsを識別し、そのプロセスを６つの時間窓に分けることで、初期胚発生プロセスの連続的なイベントに対応することができるところにあります。

### 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？
本研究は、早期胚発生という生物学的なプロセスにおける細胞間通信を理解するための計算フレームワークの開発という新たな視点から着想を得ています。関連研究としては、初期胚発生に関与する因子の識別及び機能解析が存在しますが、本研究は初期胚発生プロセス中の細胞間通信の解析に特化しており、時間的な要素を明確に取り入れることで、ひとつの切り口を提供しています。

### 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、TimeTalkという計算フレームワークを開発し、初期胚発生に関与するeLRsを識別しました。さらに、時間による描写を加えることで、初期胚発生プロセスの連続的なイベントを表現できる６つの時間窓にeLRsを分けることができました。TimeTalkは初期胚発生中の細胞間通信を研究するための強力な手段であることを確認し、さらに、胚盤胞と胚盤胞模型に対してTimeTalkを適用し、両者が核となる通信経路を共有していることも解明しました。

### 5. 本研究の有効性はどのように検証した？
研究では、開発した計算フレームワークであるTimeTalkにより識別されたeLRsの初期胚発生における関与を確認するために、広範な検証と分析が行われました。また、胚盤胞と胚盤胞模型でTimeTalkを使用した結果、これらが同じコミュニケーション経路を共有していることが確認されました。これにより、TimeTalkの有効性は検証されています。