RNA velocity of single cells.
RNA velocity of single cells.
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DOI：
10.1038/s41586-018-0414-6
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发表时间：
2018-08
期刊：
影响因子：
64.8
通讯作者：
Kharchenko PV
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
La Manno G;Soldatov R;Zeisel A;Braun E;Hochgerner H;Petukhov V;Lidschreiber K;Kastriti ME;Lönnerberg P;Furlan A;Fan J;Borm LE;Liu Z;van Bruggen D;Guo J;He X;Barker R;Sundström E;Castelo-Branco G;Cramer P;Adameyko I;Linnarsson S;Kharchenko PV
RNA的丰度是单个细胞状态的一个强有力的指标。单细胞RNA测序可以显示RNA的丰度，具有很高的定量准确性、灵敏度和吞吐量。然而，这种方法只捕获了某个时间点的静态快照，这对分析胚胎发生或组织再生等时间分辨现象构成了挑战。在这里，我们证明了RNA速度-基因表达状态的时间导数-可以通过在常见的单细胞RNA测序协议中区分未剪接和剪接的mRNAs来直接估计。RNA速度是一个高维矢量，可以在几个小时的时间尺度上预测单个细胞的未来状态。我们在神经脊谱系中验证了它的准确性，在多个已发表的数据集和技术平台上演示了它的使用，揭示了发育中的小鼠海马体的分支谱系树，并检测了人类胚胎大脑的转录动力学。我们预计RNA速度将极大地帮助分析发育谱系和细胞动力学，特别是在人类中。
RNA abundance is a powerful indicator of the state of individual cells. Single-cell RNA sequencing can reveal RNA abundance with high quantitative accuracy, sensitivity and throughput. However, this approach captures only a static snapshot at a point in time, posing a challenge for the analysis of time-resolved phenomena, such as embryogenesis or tissue regeneration. Here we show that RNA velocity—the time derivative of the gene expression state—can be directly estimated by distinguishing unspliced and spliced mRNAs in common single-cell RNA sequencing protocols. RNA velocity is a high-dimensional vector that predicts the future state of individual cells on a timescale of hours. We validate its accuracy in the neural crest lineage, demonstrate its use on multiple published datasets and technical platforms, reveal the branching lineage tree of the developing mouse hippocampus, and examine the kinetics of transcription in human embryonic brain. We expect RNA velocity to greatly aid the analysis of developmental lineages and cellular dynamics, particularly in humans.
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