In search of a Drosophila core cellular network with single-cell transcriptome data.
In search of a Drosophila core cellular network with single-cell transcriptome data.
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DOI：
10.1093/g3journal/jkac212
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发表时间：
2022-09-30
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Promislow DEL
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yang M;Harrison BR;Promislow DEL
沿着专门的功能，多细胞生物体的细胞也执行大多数（如果不是所有）细胞所共有的基本功能。不同的细胞是否通过使用相同的基因组，以固定的协调方式相互作用以执行基本功能，或者特定于某些细胞的基因子集来实现这一点，仍然是生物学中的一个中心问题。在这里，我们专注于基因共表达，以寻找整个生物体的核心细胞网络。单细胞RNA测序测量单个细胞的基因表达，使研究人员能够发现有助于细胞功能多样性的基因表达模式。目前研究细胞功能的努力主要集中在识别细胞间差异表达的基因。然而，基因之间的共表达模式可能比单个基因的表达更能指示生物过程。我们构建了细胞类型特异性的基因共表达网络，使用单细胞转录组数据集，涵盖不同的细胞类型的果蝇，果蝇。我们检测到一组高度协调的基因，这些基因在细胞类型中保存下来，并将其作为核心细胞网络的最佳估计。与细胞类型特异性基因共表达网络相比，这个核心非常小，并且显示出密集的连接性。这个核心的基因成员往往是古老的基因，并且富含那些编码核糖体蛋白的基因。总的来说，我们在果蝇的不同细胞类型中找到了核心细胞网络的证据。这个核心的拓扑、结构、功能和进化特性表明，它只占少数的基本功能。
Along with specialized functions, cells of multicellular organisms also perform essential functions common to most if not all cells. Whether diverse cells do this by using the same set of genes, interacting in a fixed coordinated fashion to execute essential functions, or a subset of genes specific to certain cells, remains a central question in biology. Here, we focus on gene coexpression to search for a core cellular network across a whole organism. Single-cell RNA-sequencing measures gene expression of individual cells, enabling researchers to discover gene expression patterns that contribute to the diversity of cell functions. Current efforts to study cellular functions focus primarily on identifying differentially expressed genes across cells. However, patterns of coexpression between genes are probably more indicative of biological processes than are the expression of individual genes. We constructed cell-type-specific gene coexpression networks using single-cell transcriptome datasets covering diverse cell types from the fruit fly, Drosophila melanogaster. We detected a set of highly coordinated genes preserved across cell types and present this as the best estimate of a core cellular network. This core is very small compared with cell-type-specific gene coexpression networks and shows dense connectivity. Gene members of this core tend to be ancient genes and are enriched for those encoding ribosomal proteins. Overall, we find evidence for a core cellular network in diverse cell types of the fruit fly. The topological, structural, functional, and evolutionary properties of this core indicate that it accounts for only a minority of essential functions.
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