这又是谁家小孩？本科生共一拿下CNS，生信湾简直惊呆了！！！
最近，生信湾看到一则新闻：西北大学首届华大创新班学生本科阶段成果以共一作者发顶刊。不得不说，西北大学的本科生真是牛啊！科研牛马们还在科研苦海中挣扎，人家怎么就轻松登顶了呢？你是不是也和我一样，好奇他到底有什么三头六臂？别着急，现在就让我们一探究竟吧！
这是2024年11月11日发表在国际顶刊《Cell》上的题为“Spatiotemporal modeling of molecular holograms”的研究论文。该论文由斯坦福大学医学院遗传学系等多个研究团队合作完成，通过开发Spateo这一3D时空建模框架，并应用于小鼠胚胎发育图谱，提出了一种新的研究范式，推动了该领域的发展，为实现高精度时空生命全景观研究迈出了极为关键的一步。PS：空间转录组数据，不仅数量繁多，分析处理过程还繁杂，这时候别忘了给自己安排一个高速服务器！生信湾能帮你配置到位，维护的事情完全不用操心，有生信湾~
l题目：分子全息图的时空建模
l杂志：Cell
l影响因子：IF=45.5
l发表时间：2024年11月
（注：公众号后台回复“123”获取文献全文！文献编号：20241116）
随着空间生物学发展，研究胚胎发育需分析3D时空基因表达动态，但现有技术在全胚胎尺度3D时空研究存在诸多挑战，如数据对齐、域数字化、细胞间相互作用分析及建模等问题。本文开发Spateo框架，旨在解决这些挑战，助力深入研究胚胎发育与疾病。
开发Spateo工具链，含数据预处理、核心功能及Spateo - viewer模块。核心功能涵盖3D对齐、重建、数字化、细胞间相互作用分析、形态测量等。通过应用于小鼠和果蝇胚胎数据集，验证其在多方面的优势，实现分子全息图的3D时空建模与分析。
Spateo是什么？
Spateo是一个用于 3D 时空建模的工具，其核心功能包括 3D 对齐框架、空间域数字化、细胞间相互作用建模、形态计量向量场和微分几何分析、体积和形态计量分析以及数据可视化和探索等，这些功能有助于深入研究生物组织和器官的结构与功能关系，揭示细胞间的相互作用和分子机制。
有哪些核心功能是咱们可以利用的？
1.三维重建算法：Spateo的三维重建算法基于生成式高斯过程，经成对对齐、多切片优化与网格校正，精准重建全胚胎三维结构。在基准测试中表现突出，计算高效且鲁棒，处理切片数据问题出色，助力胚胎发育研究。
2.多尺度空间域分析框架：该框架求解势函数方程数字化单细胞空间图，定义轴研究基因表达变化。在中枢神经系统分析中，识别出模块和模式，助于理解细胞表达差异，支持神经系统发育研究。
3.细胞间相互作用建模：基于空间和表达权重构建加权图，采用广义线性模型，通过三类模型揭示细胞间相互作用。其中配体-受体模型在预测基因表达上表现优异，能深入解析细胞间分子关系，对研究细胞通讯和调控机制意义重大。
4.形态计量向量场和微分几何分析：从高斯过程或细胞映射学习向量场，计算多种微分几何量，揭示细胞迁移和形态变化。如发现心脏迁移不对称性与结构形成相关，为器官形态发生机制研究提供了重要依据。
5. Spateo - viewer：作为类似“谷歌地球”的网络浏览器，Spateo - viewer支持多平台，用于数据探索、可视化、三维模型重建和形态分析，具有高度模块化和扩展性。方便用户直观浏览数据，进行多方面分析，满足不同研究需求。
1、Spateo：用于 3D 空间转录组学多级时空建模的多功能工具
2、高效、非刚性对齐、多切片细化和网格校正方法来重建整个小鼠胚胎的 3D 分子全息图
3、一个多尺度、3D 感知数字化和 CCI 框架，用于剖析组织组织的细胞间和细胞内机制
4、中枢神经系统发育的功能生物环路的系统表征
5、 形态矢量场预测心脏迁移路径并描述心腔不对称器官发生背后的分子通路
6、Spateo-viewer，3D 空间转录组学的“Google Earth”
Spateo在当前已展现出强大功能，如精确的三维重建、多尺度分析等，为生物研究提供有力支持。未来，随着技术发展，有望进一步优化算法提升效率与准确性，拓展应用场景，如跨物种研究、疾病机制探究等，推动生物科学迈向新高度。
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