LinRace: cell division history reconstruction of single cells using paired lineage barcode and gene expression data.
LinRace: cell division history reconstruction of single cells using paired lineage barcode and gene expression data.
复制标题
LinRace：使用配对谱系条形码和基因表达数据重建单细胞的细胞分裂历史。
DOI：
10.1038/s41467-023-44173-3
复制
发表时间：
2023-12-16
影响因子：
16.6
通讯作者：
Zhang, Xiuwei
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Pan, Xinhai;Li, Hechen;Putta, Pranav;Zhang, Xiuwei
使用CRISPR/Cas9基因组编辑的谱系追踪技术能够同时读出单个细胞中的基因表达和谱系条形码，这允许在整个生物体水平上推断细胞谱系和细胞类型。虽然用于谱系重建的大多数最先进的方法仅利用谱系条形码数据，但是并入基因表达的方法正在出现。有效地结合基因表达数据需要一个合理的模型，基因表达数据如何改变沿着世代的分裂。在这里，我们提出了LinRace（Linage Reconstruction with asymmetric cell division model），它使用不对称细胞分裂模型整合谱系条形码和基因表达数据，并使用相邻连接和最大似然算法推断细胞谱系和祖先细胞状态。在模拟和真实的数据上，LinRace输出的细胞分裂树比现有方法更准确。通过推断祖细胞状态，LinRace还可以展示祖细胞如何产生具有各种功能的大量细胞。在结合基因表达和谱系条形码的同时推断谱系树是一项具有挑战性的任务。在这里，作者介绍了LinRace，它使用所提出的不对称分裂模型推断改进的细胞谱系树和祖先细胞状态。
Lineage tracing technology using CRISPR/Cas9 genome editing has enabled simultaneous readouts of gene expressions and lineage barcodes in single cells, which allows for inference of cell lineage and cell types at the whole organism level. While most state-of-the-art methods for lineage reconstruction utilize only the lineage barcode data, methods that incorporate gene expressions are emerging. Effectively incorporating the gene expression data requires a reasonable model of how gene expression data changes along generations of divisions. Here, we present LinRace (Lineage Reconstruction with asymmetric cell division model), which integrates lineage barcode and gene expression data using asymmetric cell division model and infers cell lineages and ancestral cell states using Neighbor-Joining and maximum-likelihood heuristics. On both simulated and real data, LinRace outputs more accurate cell division trees than existing methods. With inferred ancestral states, LinRace can also show how a progenitor cell generates a large population of cells with various functionalities. Inferring lineage trees while incorporating gene expressions and lineage barcodes is a challenging task. Here, authors present LinRace, which infers improved cell lineage trees and ancestral cell states using the proposed asymmetric division model.
登录
查看更多内容
影响因子：
14.9
作者：
Letunic I;Bork P
通讯作者：
Bork P
影响因子：
2.3
作者：
Evans, Steven N.;Winter, Anita
通讯作者：
Winter, Anita
影响因子：
64.5
作者：
Kretzschmar, Kai;Watt, Fiona M.
通讯作者：
Watt, Fiona M.
影响因子：
64.8
作者：
Morrison, Sean J.;Kimble, Judith
通讯作者：
Kimble, Judith
DOI：
10.1126/science.aaf7907
发表时间：
2016-07-29
期刊：
Science (New York, N.Y.)
影响因子：
--
作者：
McKenna A;Findlay GM;Gagnon JA;Horwitz MS;Schier AF;Shendure J
通讯作者：
Shendure J