WEC 技術展望 | 胚・オルガノイド培養研究

WEC 技術展望

核仁转化与Pol1活性塑造神经元亚型身份的双重转录组模式

2026/05/15

0 125

神经科学基因表达通过细胞核内多种RNA聚合酶在发育过程中决定神经元命运。由Pol2转录的mRNA最终依赖于由核仁中Pol1转录的rRNA，后者生成核糖体库以调控mRNA翻译。目前尚不清楚Pol1活性如何与Pol2转录组同步，以指导基因表达和神经元命运。通过构建发育中新皮层核仁的高分辨率图谱，我们发现核仁在具有不同Pol1活性的神经元谱系中发生了重构。借助一种用于单细胞rRNA和mRNA双转录组测...

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GABA和NMDA受体在塑造皮层时间尺度和大尺度网络动力学中的作用

2026/05/15

0 139

神经科学皮层脑区在不同时间尺度上整合信息，从快速的感觉加工到更长的整合时间窗口不等，从而支持工作记忆等认知功能。在大尺度层面，脑区组织成瞬时性的网络状态，并随时间快速切换，同样对认知作出贡献。皮层时间尺度和大尺度网络动态均被认为由反复性突触兴奋与GABA能抑制之间的平衡所决定。在此，我们通过药理学方法操控了GABA处的突触传递感谢您有意帮助传播关于 bioRxiv 的信息。 📄 原文链接： h...

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杂交小鼠中头骨—骨盆协变与性二型性受到破坏：对人类产科困境的启示

2026/05/15

0 153

进化生物学人类中的头盆不称传统上一直通过“产科困境”框架来解释，即假定双足行走与分娩之间存在权衡关系。然而，头盆协变以及骨盆两性异形可能是哺乳动物中与分娩相关的普遍适应。我们采用小鼠中的受控杂交模型，检验头盆协变和骨盆两性异形是否具有种群特异性、遗传结构性，并且是否对杂交敏感。我们分析了四种分化显著的野生来源小鼠品系及其杂交后代的颅骨与骨盆变异及协变，以及骨盆形态的两性异形。杂交诱导了颅骨和骨盆...

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ConvergeCELL：从患者转录组学到治疗假设的端到端平台

2026/05/15

0 180

生物信息学将转录组学数据转化为治疗假设的过程仍然是碎片化且劳动密集型的。在此，我们提出 ConvergeCELL，这是一个整合了以下组件的平台：一个基于 4,479 名患者、超过 2,000 万个细胞训练的患者表征模型，一个用于基因发现的可解释性框架，以及一个由大语言模型驱动的工作流，该工作流能够沿证据层级对候选对象进行分类，并构建作用机制假设。在涵盖狼疮、多发性骨髓瘤和脓毒症的留出队列上，并...

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用于单细胞RNA-ATAC整合的跨模态关联置信度量化

2026/05/15

0 124

生物信息学尽管多模态测序技术正在迅速发展，但大多数单细胞和空间数据集仍然只测量单一模态。针对分别测序的单细胞 RNA 测序（scRNA-seq）和 ATAC 测序（scATAC-seq）数据的整合计算方法，通常依赖这样一个假设：基因表达与邻近调控区域的染色质可及性相关。然而，这些相关性的强度和可靠性在不同基因之间存在显著差异，而纳入低置信度关联可能会削弱整合的准确性。在此，我们引入 CLIC（...

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生物学先验信息神经网络中可解释性的幻觉

2026/05/15

0 178

生物信息学生物学先验神经网络（biologically informed neural networks, BINNs），也称为可见神经网络（visible neural networks, VNNs），因其架构能够映射已知的生物学结构（如基因到通路的关系），而在组学研究中被广泛采用，因此常被认为天然具有可解释性。这一假设意味着，所学习到的基因到通路的权重以及通路节点的激活能够反映有意义的生物学...

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StabCell：用于单细胞RNA测序中聚类与标记物检测的稳定性选择

2026/05/15

0 225

生物信息学研究动机：传统的单细胞RNA测序（scRNA-seq）数据差异表达分析流程通常先对单个细胞进行聚类，然后在所得簇之间检验差异表达基因。然而，使用同一数据同时进行聚类和检验会带来选择性推断问题，并可能导致对差异的过度自信，而这些差异未必反映真实的生物学变异。研究结果：我们提出了StabCell，一个整合聚类与差异表达标记基因检测的稳定性选择框架。通过在互补随机子样本中反复进行聚类和...

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核内多甘氨酸聚集通过表观遗传性抑制染色质可及性和转录驱动神经退行性变

2026/05/15

0 158

神经科学由扩增的 GGC 三核苷酸重复序列翻译产生的多甘氨酸（polyG）蛋白与一组不断扩大的神经肌肉退行性疾病有关，这类疾病的特征是细胞核内包涵体；然而，聚集体定位的致病重要性以及 polyG 诱导神经变性的机制仍不清楚。本文表明，在细胞和小鼠模型中，核内 polyG 聚集体的致病性显著高于胞质聚集体。核内聚集会导致更严重的细胞死亡、更明显的行为缺陷和神经病理改变，以及更早的死亡。机制上，核...

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在技能再激活后调动工作记忆对肢间技能泛化具有影响

2026/05/15

0 147

神经科学肢间技能泛化被定义为新近习得的技能从已训练肢体向未训练肢体的迁移，它体现了人类运动行为的一个基本方面，并对康复和运动训练具有重要意义。技能泛化受到驱动学习的过程以及与新获得记忆相互作用的过程的影响。例如，在我们近期的研究中，我们报告称，在一次短时技能训练之后立即执行一项具有较高认知负荷的次级任务，会损害24小时后对未训练手臂进行测试时的技能泛化。这表明，工作记忆（WM）与技能记忆巩固过程...

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通过引导蛋白质语言模型中的稀疏机制特征来改进变异效应预测

2026/05/15

0 155

计算生物学像 ESM 系列这样的蛋白质语言模型（PLM）在其高维连续嵌入中封装了海量的进化知识。然而，这些潜在表征高度纠缠，掩盖了实现精确功能解析所必需的细粒度生物物理约束。为释放这些嵌入的全部表达能力，我们提出了 PLM-SAE，这是一种机制性框架，利用稀疏自编码器（SAE）将 PLM 表征解缠为离散且具有生物学可解释性的激活。通过分离并直接干预关键功能特征，我们从根本上增强了底层嵌入对结构...

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收割机上的拟杆菌目：基线流行率与丰度

2026/05/15

0 146

微生物学新鲜农产品在生产和供应的各个阶段都会接触到病原体，而采收过程即为其中之一。为评估与采收相关的污染情况，我们对采收机1区表面进行了系统性拭子采样，并采用定量聚合酶链式反应（qPCR）以拟杆菌目（Bacteroidales）作为粪便生物标志物进行定量。基线污染以未检出为主，偶尔在接近检测限（LoD）的位置出现低水平检出（<25拷贝/cm2）。采收后检出更为频繁（总体上采收前约为4%，采收后为...

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CatIF-RL：通过引导式逆向蛋白质折叠进行面向活性的酶序列设计

2026/05/15

0 177

计算生物学蛋白质逆折叠模型旨在生成与给定骨架结构相容的氨基酸序列，但其并未被显式优化用于特定生物学功能。在此，我们提出 CatIF-RL——一个引导基于图的去噪扩散逆折叠模型设计具有增强催化活性的酶变体的框架。CatIF-RL 首先使逆折叠模型适配酶结构数据，随后以预测催化常数（kcat）作为优化目标引入面向活性的偏好信号，并通过生成数据集筛选与组相对策略优化（GRPO）实现专门化。该过程通过迭...

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