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Tabula Muris:小鼠单细胞开源生信数据库

单细胞数据库 管理员 173℃ 0评论

背景介绍

细胞是生物体的基本结构和功能单位,多细胞的生物进化出了具有不同功能的细胞类型,他们之间相互协作完成更复杂的生物功能。之前对于细胞类型的判断多是基于细胞的形态和表征,近来随着分子生物方法的进步从而能够更加精确展示细胞属性,鉴别细胞类型的方法从表型特征转向了分子特征,比较经典的是根据蛋白质和mRNA的表达特征来鉴别细胞类型。

而针对器官的转录组学分析,无法解答基因表达变化是由细胞内在变化还是由细胞组成变化所导致的,斯坦福大学Chan Zuckerberg Biohub,VA Palo Alto医疗保健系统中心以及加州大学旧金山分校的研究人员对小鼠的整个生命周期内来自20个器官的529823个细胞进行单细胞RNA测序,生成了一个Tabula Muris Senis图谱,同期发表在Nature杂志上,建立了Tabula Muris数据库。

Tabula Muris

https://tabula-muris.ds.czbiohub.org/

Tabula Muris:小鼠单细胞开源生信数据库插图

这个图谱的产生是这样的:他们使用两种方法从20个小鼠器官中分离出100,000多个细胞。第一种方法称为荧光激活细胞分选(FACS),用于分离44,949个细胞,第二种是微流体液滴技术,用55,656个细胞。在相对较低的覆盖范围内对每个器官的数千个细胞进行了调查,为研究人员提供健康小鼠细胞生物学的路线图。

两种方法各自的优势:

–基于液滴技术的优势是测的细胞数量多能够发现稀少的细胞和细胞状态

–基于FACS方法的特点是测的细胞数量少但是覆盖度高、能够富集特定的细胞,可用于研究微异质性:包括低表达基因,可变剪接,序列变异分析。

在写论文的时候,各位可以针对这两种方法的提取特点选出适合自己的方法。

一起来看看这个网站吧~

Tabula Muris:小鼠单细胞开源生信数据库插图1

Tabula Muris主页

 

这个网站的风格非常的简洁,因为所有的功能只在主页就能完成。进入主页首先看到的是简介。随后Code,可以在github进行下载,用于注释单元格,产生论文中所有图形的代码,如下:

Tabula Muris:小鼠单细胞开源生信数据库插图2

在Data下用户点击“figshare”按钮即可进入数据下载页面。

Tabula Muris:小鼠单细胞开源生信数据库插图3

然后是网站的核心功能区:Visualiation

Visualiation功能区,使用无偏聚类和标记基因表达来识别每个器官中的细胞类型,从而详细描述了每只小鼠的细胞多样性。每个器官中每种细胞类型的基因表达都可以使用下面的互动图解显示。

Tabula Muris:小鼠单细胞开源生信数据库插图4

选定方法、组织、基因或元数据以后(没有run键),下面的图表会即时更新,一气呵成。下面以FACS分离方法、Mammary Gland组织、基因0610007C21Rik为例,呈现的可视化效果是这样的:

Tabula Muris:小鼠单细胞开源生信数据库插图5
Tabula Muris:小鼠单细胞开源生信数据库插图6

最后,通过利用小鼠的转录组图谱有助于发现新的细胞类型,发现已知细胞类型中的新的基因表达,以及比较不同器官细胞类型。Tabula Muris数据库也可以当成健康青年器官的参考,可作为当前和未来疾病小鼠模型的基线,毕竟3个月大的小鼠与20岁人类有一定相似的生物特征

Tabula Muris:小鼠单细胞开源生信数据库插图7

今年7月份的时候,Tabula Muris背后的科研团队也通过对小鼠的17个器官组织在10个不同时间节点进行RNA测序和血浆蛋白质组分析,建立了小鼠衰老细胞图谱,为衰老过程的研究提供了高时空分辨率的基因表达图谱数据库。相信Tabula Muris的内容会越来越丰富的。

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