Reconstructing data-driven governing equations for cell phenotypic transitions: integration of data science and systems biology.
Reconstructing data-driven governing equations for cell phenotypic transitions: integration of data science and systems biology.
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DOI：
10.1088/1478-3975/ac8c16
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发表时间：
2022-09-09
期刊：
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2
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中科院分区：
文献类型：
--
作者：
具有相同基因组的细胞可以以不同的表型存在。并且当受到特定的刺激和微环境时可以在不同的表型之间变化。一些实例包括发育期间的细胞分化、诱导多能干细胞的重编程和转分化、癌症转移和纤维化发展。细胞表型转换的调控和动力学是生物学中的一个基本问题，并且在动力系统的形式主义中有着悠久的研究历史。机制驱动建模研究的一个主要挑战是获取足够数量的定量信息来约束模型参数。定量方法，特别是高通量单细胞技术的进步，加速了从定量单细胞数据重建细胞系统控制动力学方程的新方向的出现，超越了主导的统计方法。在这里，我回顾了一些最近的研究使用活细胞和固定细胞的数据，并提供我对未来发展的看法。
Cells with the same genome can exist in different phenotypes. and can change between distinct phenotypes when subject to specific stimuli and microenvironments. Some examples include cell differentiation during development, reprogramming for induced pluripotent stem cells and transdifferentiation, cancer metastasis and fibrosis development. The regulation and dynamics of cell phenotypic conversion is a fundamental problem in biology, and has a long history of being studied within the formalism of dynamical systems. A main challenge for mechanism-driven modeling studies is acquiring sufficient amount of quantitative information for constraining model parameters. Advances in quantitative approaches, especially high throughput single-cell techniques, have accelerated the emergence of a new direction for reconstructing the governing dynamical equations of a cellular system from quantitative single-cell data, beyond the dominant statistical approaches. Here I review a selected number of recent studies using live- and fixed-cell data and provide my perspective on future development.
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影响因子：
48
作者：
Buggenthin F;Buettner F;Hoppe PS;Endele M;Kroiss M;Strasser M;Schwarzfischer M;Loeffler D;Kokkaliaris KD;Hilsenbeck O;Schroeder T;Theis FJ;Marr C
通讯作者：
Marr C
影响因子：
56.9
作者：
Battich, Nico;Beumer, Joep;van Oudenaarden, Alexander
通讯作者：
van Oudenaarden, Alexander
影响因子：
4.4
作者：
Gillespie, DT
通讯作者：
Gillespie, DT
影响因子：
56.9
作者：
FRAUENFELDER, H;SLIGAR, SG;WOLYNES, PG
通讯作者：
WOLYNES, PG
影响因子：
7.7
作者：
Alizadeh, Elaheh;Castle, Jordan;Prasad, Ashok
通讯作者：
Prasad, Ashok