中美团队开发高精度生命全景时空算法工具

  新华社杭州11月12日电（记者朱涵）杭州华大生命科学研究院联合美国斯坦福大学、我国武汉大学等高校和科研机构，开发出高精度生命全景时空算法工具“Spateo”，使空间转录组学技术能够精细地重构器官三维结构，系统地量化基因和细胞的时空动态过程。相关论文11月12日在国际学术期刊《细胞》上发表。

图为高精度生命全景时空算法工具“Spateo”整体功能示意图。（杭州华大生命科学研究院供图）

  论文通讯作者之一、杭州华大生命科学研究院白寅琪博士介绍，空间转录组学技术能够准确反映细胞的空间排布和RNA的原位表达，是生命科学研究的重大技术创新，但使用这种技术所产生的大量原始数据，仍需要结合算法工具进行处理、分析，才能找到在空间分布上具有意义的细胞和基因表达。

  “此前的算法工具大多侧重于空间原位信号的可视化，但缺乏系统性分析数据的方法。这是我们进行新型工具研发的原因。”白寅琪说。

  据介绍，研究团队此次开发出的算法工具采用数学建模方式，具备三维重建、区域数字化、细胞间相互作用推断、宏观组织与微观基因关联以及用于交互式操作的可视化界面等功能。

  为验证性能，研究团队以小鼠胚胎和果蝇发育的研究为例，探索了三维空间中随时间变化的器官生态形成机制，并构建了小鼠胚胎发育的“3D分子全息图”。

  “新工具将显著提高科研人员对发育过程中器官形成的理解，帮助科研人员进一步从时间和空间维度上认知基因、细胞，为推进胚胎发育、脑科学、疾病等多个领域的研究提供支撑。”白寅琪说。