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14 NOV | VOLUME 187 | ISSUE 23 摘要
内容摘自
https://www.cell.com/cell/current
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封面：在本期《Cell》中，Bai 等人开发了一种病理学兼容的组织内确定性条形码 (Patho-DBiT) 技术，用于对临床存档的福尔马林固定石蜡包埋 (FFPE) 组织样本中的各种 RNA 物种进行空间测序。Patho-DBiT 允许在一次运行中对大、小非编码 RNA、剪接异构体、基因组规模的单核苷酸变体和 RNA 动态进行空间共分析。封面图片展示了人类淋巴瘤 FFPE 切片的超分辨率组织结构，以及 Patho-DBiT 揭示的多层空间 RNA 图。
Molecular biology: The fundamental science fueling innovation分子生物学旨在通过密切关注生物聚合物（DNA、RNA 和蛋白质）及其相互作用来了解生命的细节。这一领域的进步使得几乎所有生物、生物医学和临床科学领域都取得了令人瞩目的成就。在《细胞》创刊 50 周年即将结束之际，我们庆祝分子生物学的奇迹，并展望这一由好奇心驱动、始终是该期刊不可或缺的一部分的科学分支的激动人心的未来之路。From bacterial operons to gene therapy: 50 years of the journal Cell重组 DNA 技术几乎推动了生物和医学科学的各个方面，从基础研究到生物技术。在这里，我讨论了由该技术促成的基本发现、对原核生物和真核生物基因调控理解的进展以及最近 FDA 批准的基于转录去抑制的镰状细胞性贫血和 β-地中海贫血的 CRISPR 基因疗法之间的概念联系。在这篇文章中，我将提出我认为未来十年生物学面临的一个重大概念挑战，这个挑战的灵感来自克里克的 “中心教条”：从最一般的意义上理解细胞中的信息流。The chromosome folding problem and how cells solve it所有细胞都必须折叠染色体。一小组保守的分子和生物物理机制的联合作用以各种方式折叠染色体，贯穿细胞周期和生命之树。我们越来越了解染色体结构与基因组功能之间的关系。![]()
在过去的 50 年中，高分子物理学提出了越来越完善的染色体构象模型。
Featured Article
Small and long non-coding RNAs: Past, present, and future在这篇评论中，陈和金探索了发现小型和长型非编码 RNA 的激动人心的旅程。他们还解释了目前对这些 RNA 的形成方式、运作方式及其病理生理作用的理解，并强调了未来研究的关键领域，以更多地了解这些神秘的分子。自 1958 年分子生物学中心法则提出以来，人们发现了各种 RNA 物种。信使 RNA 传递来自 DNA 的遗传指令以制造蛋白质，这一过程由管家非编码 RNA (ncRNA) 促进，例如小核 RNA (snRNA)、核糖体 RNA (rRNA) 和转移 RNA (tRNA)。在过去的四十年中，各种调节性 ncRNA 已成为基因调控的关键参与者。为庆祝《细胞》杂志 50 周年，本综述探讨了我们目前对研究最广泛的调节性 ncRNA（小 RNA 和长非编码 RNA (lncRNA)）的理解，这些 ncRNA 深刻地影响了 RNA 生物学领域及其他领域。虽然小 RNA 通路已有充分记录并具有明确定义的机制，但 lncRNA 表现出更多样化的机制，其中许多机制仍未知。本综述涵盖了 lncRNA 发现过程中的关键事件、生物发生途径、进化特征、作用机制、功能以及 ncRNA 之间的相互作用。我们还重点介绍了它们在病理生理学背景下的作用，并提出了未来的研究方向，以利用小 RNA 的经验来破解 lncRNA 的未知领域。时间轴从 20 世纪 50 年代核糖体 RNA (rRNA) 和转运 RNA (tRNA) 的鉴定开始，经过几十年的发展，逐渐形成了非编码 RNA (ncRNA) 的概念。除了早期意外发现的小 RNA 和 lncRNA 及其潜在调控作用外，多年来的技术进步极大地促进了对不同 ncRNA 的注释和对其生物发生、作用模式和功能的了解。这些知识可为现在和将来设计基于 RNA 的诊断和治疗方法提供参考。The ribosome comes to life核糖体是一种古老的分子机器，它将 mRNA 携带的遗传信息转化为蛋白质，这是将基因型与表型联系起来的关键步骤。本综述讨论了进一步加深我们对核糖体结构和功能的理解的里程碑式进展，并列出了一些尚未解答的基本问题。核糖体及其 tRNA 底物通过将 mRNA 携带的遗传信息翻译成蛋白质，将基因型与表型联系起来。在过去的半个世纪中，核糖体的结构和作用机制从神秘和混乱中逐渐显现出来。现在很明显，核糖体是一种古老的基于 RNA 的分子机器，具有惊人的结构复杂性，并且它在所有生物体中基本相似。蛋白质合成的三个核心功能——解码、催化肽键形成以及 mRNA 和 tRNA 的易位——是基于从生命的基础大分子 RNA 的特性进化而来的精妙机制。此外，所有这三个功能（甚至生命本身）似乎都在无视熵的情况下进行。因此，蛋白质合成似乎利用 GTP 水解和肽键形成的能量来限制核糖体上发生的事件的方向性和准确性。70S 和 80S 核糖体结构的叠加图
大肠杆菌 70S 核糖体71 与酵母 80S 核糖体67 结构的叠加图。80S 核糖体 40S 和 60S 亚基的分子表面以透明洋红色显示在大肠杆菌 30S （青色）和 50S （蓝色）亚基的分子表面上。
Discovery and significance of protein-protein interactions in health and disease从 20 世纪 80 年代识别单个蛋白质-蛋白质相互作用 (PPI) 到最近表征全细胞相互作用组，识别细胞 PPI 的方法为了解蛋白质复合物和分子机器的运作方式开辟了道路。这些数据与结构和计算技术相结合，提供了功能见解，并揭示了相互作用在致病环境中是如何受到干扰的。40 多年前，人们开始使用蛋白质亲和层析和抗体共免疫沉淀法来识别单个蛋白质-蛋白质相互作用 (PPI)。随着新技术的出现，随着细胞内标记方法、亲和纯化 (AP) 随后的质谱 (MS) 和共分馏质谱 (CF-MS) 的引入，PPI 的分析已扩大到全基因组范围。现在，将得到的相互作用目录与互补方法（包括交联质谱 (XL-MS) 和低温电子显微镜 (cryo-EM)）相结合，有助于区分相同或不同蛋白质复合物内或之间的直接相互作用和间接相互作用。这些强大的方法和 AlphaFold 等人工智能应用的前景预示着未来，人们将以精细的细节了解 PPI 和蛋白质复合物（包括能量驱动的蛋白质机器），从而在基础生物学和疾病的背景下获得新的见解。
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图 评估蛋白质-蛋白质相互作用的著名研究以及实验和计算方法的时间表
Bound by the love for cholesterol: A transporter meets a GPCR在最近一期的《自然》杂志上，Bayly-Jones 等人。报道了溶酶体胆固醇传感器 LYCHOS（也称为 GPR155）的低温电子显微镜结构，该结构揭示了植物生长素转运蛋白样结构域与七跨膜 GPCR 样结构域的独特融合，并阐明了 mTORC1 活性的细胞调节机制。在最近发表在《自然》杂志上的一篇论文中，Bayly-Jones 等人报道了溶酶体胆固醇传感器 LYCHOS（也称为 GPR155）的低温电子显微镜结构，该结构揭示了植物生长素转运体样结构域与七跨膜 GPCR 样结构域的独特融合，并阐明了细胞调控 mTORC1 活性的机制。(A) 显示转运体、GPCR 和 DEP 结构域的 LYCHOS 拓扑图。(B) LYCHOS 在二聚体组装中的整体结构，其中转运体（皇家蓝）、GPCR（深粉红）和 DEP（深绿色）结构域以不同颜色标示。后面的原体以表面表示，前面的原体以管状螺旋表示。本图使用 BioRender (A) 和 PDB ID: 8U54 (B) 设计。Featured Article
Viroid-like colonists of human microbiomes方尖碑是广泛存在的基于 RNA 的因子，存在于各种环境和人类相关微生物组中。这些明显不分支的环状 RNA 代表了以前未表征的一类遗传元素。亮点
- Obelisks 是一组在系统发育上与众不同的微生物相关类病毒 RNA
- 方尖碑存在于全球不同的壁龛中，也出现在人类粪便和口腔微生物组中
- 人类口腔细菌血清链球菌 SK36 含有独特的 “obelisk-S.s”
- 在完全生长条件下，方尖碑-S.s 对 SK36 的生长似乎是一次性的
我们在此描述了“方尖碑”，这是一类可遗传的 RNA 元素，具有以下几个特性：（1）明显为环状 RNA ∼1 kb 基因组组装，（2）预测为棒状全基因组二级结构，以及（3）编码新型“Oblin”蛋白超家族的开放阅读框。方尖碑的一个子集包括变体锤头自裂解核酶。方尖碑形成自己的系统发育群，与已知生物因子没有可检测的相似性。在全球范围内进行调查，我们从不同的生态位中发现了 29,959 个不同的方尖碑（以 90% 的序列同一性聚类）。方尖碑在人类微生物组中普遍存在，在查询的粪便和口腔转录组中分别检测到约 7%（29/440）和约 50%（17/32）。我们确定血链球菌是特定方尖碑的细胞宿主，并发现这种方尖碑的维持对细菌生长并不重要。我们的观察表明，方尖碑是一类尚未确定影响的多样化 RNA，它们已在人类和全球微生物群中定居但未被发现。Private information leakage from single-cell count matrices这项研究表明，单细胞 RNA 测序计数矩阵虽然对生物学研究很有价值，但可能会无意中泄露有关个人的私人信息。- 可使用公开数据重新识别个人，无论是否具有 eQTL
- 即使对单细胞计数矩阵进行最少的预处理，链接准确率也很高
- 即使 eQTL 来自不同的队列，链接也能保持准确性
公开的人类单细胞数据集（包括来自许多捐赠者的数百万个细胞）的增加大大增强了我们对复杂生物过程的理解。然而，这些数据集的可访问性引发了严重的隐私问题。由于单细胞测量中固有的噪声和人口规模单细胞数据集的稀缺性，最近的私人信息量化研究集中在批量基因表达数据共享上。为了解决这一差距，我们证明单细胞基因表达数据集中的个体容易受到链接攻击，攻击者可以使用公开的组织或细胞类型特异性表达数量性状位点 (eQTL) 信息推断出他们敏感的表型信息。我们进一步开发了一种基因型预测和基因型-表型链接方法，该方法在不依赖 eQTL 信息的情况下仍然有效。我们表明，一项研究中的变体可用于揭示另一项研究中个体的私人信息。A core microbiome signature as an indicator of health这项研究确定了在各种干扰（例如饮食变化和疾病状态）下保持稳定、持久关系的肠道细菌。这些细菌形成了两个竞争行会 (TCG) 的核心微生物组结构，一个有益，另一个可能有害，适用于所有人群和健康状况，为调节人类健康提供了新的目标。
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- 发现不同干预措施和疾病状态下肠道细菌之间的稳定关系
- 揭示不同人群和健康状况下两个相互竞争的行会的核心结构
肠道微生物群对人类健康至关重要，其功能类似于重要器官的复杂自适应系统。为了识别与健康相关的核心肠道微生物，我们遵循系统生物学原则，即稳定的关系代表核心成分。通过分析 2 型糖尿病高纤维饮食干预和 15 种疾病的 26 项病例对照研究的宏基因组数据集，我们在受饮食干预和疾病干扰的共丰度网络中确定了一组稳定相关的基因组对。这些基因组形成了一个“两个竞争行会”（TCG）模型，其中一个行会专门从事纤维发酵和丁酸盐生产，另一个行会以毒力和抗生素耐药性为特征。我们的随机森林模型成功地区分了多种疾病的病例和对照，并通过使用这些基因组预测了免疫治疗结果。我们基于行会的方法具有基因组特异性、数据库独立性和交互重点，可识别出一个核心微生物组特征，该特征可作为整体健康指标和健康增强的潜在共同目标。mTOR activity paces human blastocyst stage developmental progression可以通过抑制 mTOR 来减慢人类胚泡植入后发育的时间，这会引起类似于小鼠体内休眠期的组织特异性反应。- 在 mTOR 抑制作用下，人类胚泡细胞表现出类似休眠的反应
许多哺乳动物可以通过在囊胚期前后减缓发育速度，暂时将受孕与分娩分开。在小鼠中，这种休眠状态是通过降低生长调节 mTOR 信号通路的活性来实现的。目前尚不清楚这种能力是否在哺乳动物中普遍存在，尤其是在人类中。在这里，我们表明，降低 mTOR 信号通路的活性会诱导人类多能干细胞 (hPSC) 和胚泡进入休眠状态，增殖、发育进程和附着于子宫内膜细胞的能力有限。这些体外试验表明，与其他物种类似，进入休眠的能力在囊胚期前后的人类细胞中是活跃的，并且在功能和分子水平上都是可逆的。人类囊胚发育的节奏对生殖疗法具有潜在的影响。Structural basis of respiratory complex adaptation to cold temperatures适应寒冷温度的棕色脂肪中的呼吸 I:III2 复合物的高分辨率结构揭示了一种独特的超复合物组装体，其 CIII2 旋转，显示出更高的电子转移和催化效率，这对响应生理能量需求条件而增加呼吸具有重要意义。- 冷暴露棕色脂肪中的 CI:III2 呼吸结构显示 CIII2 旋转
在寒冷的环境中，哺乳动物会激活棕色脂肪，进行依赖于电子传递链的呼吸依赖性产热。然而，呼吸复合物在寒冷暴露下的适应结构基础仍然难以捉摸。在此，我们结合体温调节生理学和低温电子显微镜 (cryo-EM) 研究暴露在不同温度下的小鼠的内源性呼吸超复合物。确定了 CI:III2（称为 2 型）超复合物的冷诱导构象，其中 CIII2 围绕其二聚体间轴旋转 ∼25°，缩短了复合物间 Q 交换空间，并表现出有利于电子转移的催化状态。线粒体膜中的大规模超复合物模拟揭示了脂质-蛋白质排列如何稳定 2 型复合物以增强催化活性。我们的低温电子显微镜研究、多尺度模拟和生化分析共同揭示了棕色脂肪在结构和能量水平上呼吸能力增加的体温调节机制和动力学。A transmitochondrial sodium gradient controls membrane potential in mammalian mitochondria线粒体复合物 I 起 Na+/H+ 交换器 (mNHE) 的作用，利用 H+ 梯度建立 Na+ 梯度，对线粒体膜电位 (ΔΨmt) 的调节有重大贡献。
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- CI 的 P 模块是线粒体 Na+ 特异性 Na+/H+ 交换器 (mNHE)
- mNHE 功能降低突显了 LHON 突变的发病机制
真核细胞的功能和生存依赖于线粒体 H+ 电化学梯度 (Δp) 的使用，该梯度由线粒体内膜 (IMM) 电位 (ΔΨmt) 和 pH 梯度 (ΔpH) 组成。到目前为止，ΔΨmt 被认为完全由 H+ 组成。在这里，利用线粒体和核遗传模型，我们发现 Na+ 梯度与 H+ 梯度相等，并控制耦合呼吸哺乳动物线粒体中 ΔΨmt 的一半。这种平行性由长期寻找的 Na+ 特异性 Na+/H+ 交换器 (mNHE) 的活性控制，我们已将其确定为复合物 I (CI) 的 P 模块。在不影响典型酶活性或 CI 组装的情况下，mNHE 功能的失调发生在 Leber 遗传性视神经病变 (LHON) 中，这对 ΔΨmt 和线粒体 Ca2+ 稳态产生了深远影响，并解释了这种神经退行性疾病以前未知的分子发病机制。Intercellular nanotube-mediated mitochondrial transfer enhances T cell metabolic fitness and antitumor efficacy细胞间纳米管介导的线粒体转移增强 T 细胞代谢适应性和抗肿瘤功效通过纳米管将线粒体从骨髓干细胞转移到 CD8+ T 细胞可增强细胞代谢，使工程 T 细胞和肿瘤浸润淋巴细胞能够抵抗疲劳并更有效地对抗肿瘤。- BMSCs 通过细胞间纳米管连接向 CD8+ T 细胞转移线粒体
- BMSCs 和 CD8+ T 细胞之间的线粒体转移取决于 Talin 2
- 线粒体转移增加了 CD8+ T 细胞线粒体的质量和代谢能力
- 线粒体增强的小鼠和人类 CD8+ T 细胞显示出卓越的抗肿瘤功效
线粒体的丢失和功能障碍会导致 T 细胞衰竭，这是 T 细胞免疫疗法成功的主要障碍。在这里，我们描述了一个创新平台，为 T 细胞提供外源性线粒体，克服了这些限制。我们发现骨髓基质细胞与 T 细胞建立纳米管连接，并利用这些细胞间高速公路将基质细胞线粒体移植到 CD8+ T 细胞中。最佳线粒体转移需要供体和受体细胞上的 Talin 2。具有捐赠线粒体的 CD8+ T 细胞显示出增强的线粒体呼吸和备用呼吸能力。当转移到带有肿瘤的宿主中时，这些超强 T 细胞比不吸收线粒体的 T 细胞更强劲地扩增，更有效地渗透肿瘤，并且表现出更少的衰竭迹象。因此，线粒体增强的 CD8+ T 细胞介导优越的抗肿瘤反应，延长动物的存活期。这些发现确立了细胞间线粒体转移作为细胞器医学的原型，为下一代细胞疗法开辟了道路。Lung-resident alveolar macrophages regulate the timing of breast cancer metastasis我们发现，当播散性乳腺癌细胞进入肺部时，胚胎衍生的肺泡巨噬细胞 (AM) 可作为转移的先天免疫屏障。这是因为 AM 产生的信号会诱导癌细胞休眠。随着癌症的发展，癌细胞会消除感知 AM 衍生的促休眠信号的能力，从而形成一种抵抗这种 AM 依赖性先天免疫转移控制的机制。胚胎衍生的肺泡巨噬细胞（AMs）诱导扩散的癌细胞休眠扩散的癌细胞（DCC）与肺泡中的巨噬细胞频繁相互作用DCC 休眠是由于 AM-DCC 通过 TGF-β2-TGF-βRIII 信号持续相互作用所致DCC 中 AM 或 TGF-βRIII 的缺失消除了转移的先天免疫屏障乳腺癌播散性癌细胞 (DCC) 可在肺部长时间处于休眠状态，但限制其扩张的机制尚不清楚。研究表明，组织驻留的肺泡巨噬细胞通过诱导休眠来抑制乳腺癌在肺泡中的转移。通过配体-受体映射和活体成像发现，肺泡巨噬细胞表达转化生长因子 (TGF)-β2。这种表达，加上通过 TGF-βRIII 受体持续的巨噬细胞-癌细胞相互作用，使癌细胞处于休眠状态。耗尽肺泡巨噬细胞或癌细胞中的 TGF-β2 受体会触发转移性觉醒。侵袭性乳腺癌细胞要么被肺泡巨噬细胞抑制，要么通过避免相互作用和下调 TGF-β2 受体来逃避这种抑制。恢复侵袭性细胞中的 TGF-βRIII 可恢复 TGF-β2 介导的巨噬细胞生长抑制。因此，肺泡巨噬细胞可充当转移免疫屏障，而 TGF-β2 信号的下调可使癌细胞克服巨噬细胞介导的生长抑制。The TMEM132B-GABAA receptor complex controls alcohol actions in the brainTMEM132B-GABAA 受体复合物控制大脑中的酒精作用TMEM132B 被鉴定为 GABAAR 辅助亚基，可在分子和行为水平上调节大脑中的酒精作用。单通道跨膜蛋白 TMEM132B 是 GABAAR 辅助亚基
TMEM132B 促进 GABAAR 在细胞表面的表达并减缓受体失活
TMEM132B 增强酒精对各种 GABAAR 的异构效应
小鼠 TMEM132B 基因失活会改变酒精相关行为
酒精是全球消费量最大、滥用程度最高的精神活性药物，但驱动酒精作用及其在大脑中相关行为的分子机制仍是一个谜。在这里，我们发现了一种跨膜蛋白 TMEM132B，它是 GABAA 受体 (GABAAR) 辅助亚基。在功能上，TMEM132B 促进细胞表面的 GABAAR 表达，减缓受体失活，并增强酒精对受体的变构作用。在 TMEM132B 敲除 (KO) 小鼠或 TMEM132B I499A 敲入 (KI) 小鼠中，TMEM132B-GABAAR 相互作用被特异性消除，GABA 能传递减少，酒精诱导的海马神经元中 GABAAR 介导电流增强减弱。从行为上看，酒精的抗焦虑和镇静/催眠作用显著降低，而强迫性、暴饮暴食样的酒精消费显著增加。综合起来，这些数据揭示了 GABAAR 辅助亚基，确定了 TMEM132B-GABAAR 复合物是大脑中的主要酒精靶标，并为酒精相关行为提供了机制见解。Profound cellular defects attribute to muscular pathogenesis in the rhesus monkey model of Duchenne muscular dystrophy杜氏肌营养不良症恒河猴模型中严重的细胞缺陷归因于肌肉发病机制DMD 恒河猴模型在疾病早期表现出免疫细胞、纤维脂肪生成祖细胞 (FAP) 和肌肉干细胞的重大变化，构成了研究疾病机制的合适模型。
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- FAPs 的异常分化导致 TGF-β 非依赖性纤维化
杜氏肌营养不良症 (DMD) 是一种由 DMD 基因突变引起的进行性肌肉萎缩症。肌纤维依靠多种细胞类型的协调来实现修复和再生能力。为了阐明这些细胞类型在病理条件下的细胞和分子变化，我们建立了 DMD 恒河猴模型，该模型表现出进行性肌肉退化和运动功能受损，与人类状况相似。通过利用这些 DMD 猴子，我们使用单细胞 RNA 测序 (scRNA-seq) 分析了新鲜分离的肌肉组织。我们的分析揭示了免疫细胞景观的变化、纤维化纤维脂肪祖细胞 (FAP) 谱系进展方向的逆转以及 FAP 和肌肉干细胞 (MuSC) 中的 TGF-β 抗性。此外，MuSC 显示出细胞内在缺陷，导致分化缺陷。我们的研究为 DMD 的发病机制提供了重要的见解，为进一步探索潜在机制提供了宝贵的模型和数据集，并作为开发和评估治疗干预措施的合适平台。Detection and analysis of complex structural variation in human genomes across populations and in brains of donors with psychiatric disorders检测和分析不同人群和患有精神疾病的捐赠者大脑中人类基因组的复杂结构变异ARC-SV 能够高度准确地检测和表征多个 DNA 片段的局部复杂重排。将 ARC-SV 应用于人类群体和大脑队列可揭示复杂结构变异与人类特定进化、神经基因和主要精神疾病之间的联系。- ARC-SV 在庞基因组中使用机器学习技术高精度检测 cxSV
- 罕见的 cxSV 在经历了快速人类特异性进化的基因位点中富集
由于检测难度大，复杂结构变异 (cxSV) 经常在基因组分析中被忽视。我们开发了 ARC-SV，这是一种基于概率和机器学习的方法，能够从标准数据集中准确检测和重建 cxSV。通过将 ARC-SV 应用于代表所有大陆种群的 4,262 个基因组，我们确定 cxSV 是人类自然遗传变异的重要来源。稀有的 cxSV 倾向于出现在经历快速人类特异性进化的神经基因和基因座中，包括那些调节皮质发生的基因和基因座。通过对死后大脑进行单核多组学分析，我们发现 cxSV 与不同大脑区域和细胞类型的差异基因表达和染色质可及性有关。此外，在精神病病例的大脑中检测到的 cxSV 与在同一大脑中检测到的精神病 GWAS 风险等位基因存在丰富的联系。此外，我们的分析表明，cxSV 基因的大脑区域和细胞类型特异性表达显著减少，特别是在精神病病例中，这表明 cxSV 与主要神经精神疾病的分子病因有关。Saturation mutagenesis-reinforced functional assays for disease-related genes饱和诱变强化功能分析 (SMuRF) 是一种经济高效、可广泛实施的深度突变扫描框架，用于解释致病遗传变异，如将其应用于神经肌肉疾病基因 FKRP 和 LARGE1 所证明的那样。- SMuRF 框架将简单的饱和诱变方法与功能检测相结合
- 流式细胞术确定了影响肌营养不良糖基化的 FKRP/LARGE1 变体的特征
- SMuRF 可预测疾病严重程度、提供训练集并解析关键 3D 区域
解释致病基因变异仍然是人类遗传学的一大挑战。目前深度突变扫描方法的成本和复杂性是实现疾病相关基因变异的全基因组分辨率的障碍。我们的框架，饱和诱变增强功能分析 (SMuRF)，提供简单且经济高效的饱和诱变，并结合精简的功能分析，以增强对未解决变异的解释。将 SMuRF 应用于神经肌肉疾病基因 FKRP 和 LARGE1，我们为所有可能的编码单核苷酸变异生成了功能评分，这有助于解决临床报告的不确定意义的变异。SMuRF 还显示出在预测疾病严重程度、解决关键结构区域和为开发计算预测因子提供训练数据集方面的实用性。总体而言，我们的方法能够以经济高效的方式洞察疾病基因的变异到功能，可以由标准研究实验室广泛实施。Pervasive mislocalization of pathogenic coding variants underlying human disorders致病错义变异可以通过多种方式影响蛋白质功能，但蛋白质错误定位的作用尚未得到系统评估。通过表征 1,000 多个基因的 3,400 个错义变体的定位，我们发现错误定位是编码变异的一种意外常见的分子表型。- 筛查 1,269 个基因中 3,448 个错义变体的错定位现象
广泛的测序已经产生了数千种预测或确认为致病的错义变异。这产生了一个新的瓶颈：确定每个变异的功能影响——通常是一个艰苦的定制过程，一次针对一个或几个基因和变异进行。在这里，我们建立了一个高通量成像平台来分析编码变异对蛋白质定位的影响，评估了 1,000 多个基因和表型的 3,448 个错义变异。我们发现错误定位是编码变异的常见后果，影响约六分之一的所有致病错义变异、所有细胞区室以及隐性和显性疾病。错误定位主要是由对蛋白质稳定性和膜插入的影响引起的，而不是运输信号或特定相互作用的中断。此外，错误定位模式有助于解释多效性和疾病严重程度，并提供有关意义不明确的变异的见解。我们公开的资源扩展了我们对人类疾病编码变异的理解。A multimodal zebrafish developmental atlas reveals the state-transition dynamics of late-vertebrate pluripotent axial progenitors多模态斑马鱼发育图谱揭示了晚期脊椎动物多能轴祖细胞的状态转换动态Zebrahub 是一个全面的基于网络的图谱，以单细胞分辨率整合了时空和转录数据，以阐明斑马鱼的发育状态转换。
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- 单胚胎 scRNA-seq 显示了不同标本之间强大的转录调控功能
- scRNA-seq 衍生的细胞状态转变表明晚期多能祖细胞
阐明生物体的发育过程需要全面了解细胞系的空间、时间和分子领域。在这项研究中，我们介绍了斑马鱼胚胎发育动态图谱 Zebrahub，该图谱将单细胞测序时程数据与光片显微镜促进的系谱重建结合在一起。该图集通过对十个发育阶段的单个胚胎进行测序，并辅以细胞轨迹重建，为斑马鱼的发育提供了高分辨率和深入的分子洞察。Zebrahub 还集成了一个交互式工具，用于浏览从光片显微镜数据中获得的复杂细胞流和细胞系，从而实现硅命运图谱实验。为了展示我们多模态资源的多功能性，我们利用 Zebrahub 对神经-中胚层祖细胞（NMPs）的多能性和肾脏-血管母细胞联合祖细胞群的起源提供了新的见解。Spatially exploring RNA biology in archival formalin-fixed paraffin-embedded tissues在档案福尔马林固定石蜡包埋组织中空间探索 RNA 生物学Patho-DBiT 能够同时在临床福尔马林固定石蜡包埋组织中对一系列 RNA 物种（即 mRNA、microRNA、tRNA、剪接异构体等）进行空间分析，具有高灵敏度和覆盖率。它进一步允许对单核苷酸 RNA 变体进行全基因组映射，以区分亚克隆并在细胞水平上解剖时空肿瘤发生。
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- Patho-DBiT 可对临床 FFPE 组织进行空间全转录组测序
- 可对基因表达、剪接和非编码 RNA 进行空间联合分析
在福尔马林固定石蜡包埋（FFPE）组织中空间探索 RNA 生物学的能力为组织病理学研究带来了变革性的潜力。在此，我们介绍了病理学兼容的组织中确定性条形码（Patho-DBiT），它结合了原位多聚腺苷酸化和空间全转录组测序的计算创新，专为探究临床存档 FFPE 样品中的多种 RNA 而定制。它允许对基因表达和 RNA 处理进行空间协同分析，揭示区域特异性剪接异构体，并对保存 5 年的临床肿瘤 FFPE 组织进行高灵敏度转录组图谱绘制。此外，还能捕获全基因组单核苷酸 RNA 变异，以区分人类淋巴瘤中的恶性亚克隆和非恶性细胞。Patho-DBiT 还能绘制 microRNA 调控网络和 RNA 剪接动态图，解码它们在空间肿瘤发生中的作用。单细胞水平的 Patho-DBiT 剖析了驱动肿瘤克隆结构和进展的时空细胞动态。Patho-DBiT 是一个宝贵的平台，可以揭示 FFPE 组织中丰富的 RNA 生物学特性，帮助临床病理学评估。https://www.cell.com/cell/current
