9月24日，國際學(xué)術(shù)期刊Nucleic Acids Research在線發(fā)表了中國科學(xué)院上海營養(yǎng)與健康研究所靳文菲研究組的論文“scMMO-atlas: a single cell multimodal omics atlas and portal for exploring fine cell heterogeneity and cell dynamics”。該研究構(gòu)建了首個單細胞多模態(tài)數(shù)據(jù)庫scMMO-atlas，提供了涵蓋300多萬個細胞的單細胞多模態(tài)組學(xué)數(shù)據(jù)的在線查詢平臺（scMMO-atlas：https://www.biosino.org/scMMO-atlas），該研究還通過scMMO-atlas數(shù)據(jù)庫發(fā)現(xiàn)了小鼠大腦皮層中的新細胞亞群Astro-Grm3和Ex-L6-Tle4-Nrf1等。
單細胞多模態(tài)組學(xué)技術(shù)并行捕獲同一細胞的多種模態(tài)信息，已成為多角度和多維度解析細胞異質(zhì)性的強大工具。近年來，單細胞多模態(tài)組學(xué)數(shù)據(jù)快速積累，但由于數(shù)據(jù)極為分散，嚴重影響了數(shù)據(jù)的訪問和利用。為了充分利用單細胞多模態(tài)組學(xué)公共數(shù)據(jù)，亟需一個統(tǒng)一處理和整合數(shù)據(jù)的單細胞多模態(tài)組學(xué)數(shù)據(jù)庫。
該研究收集和整合了70多個高質(zhì)量的單細胞多模態(tài)組學(xué)數(shù)據(jù)集，構(gòu)建了scMMO-atlas數(shù)據(jù)庫?(https://www.biosino.org/scMMO-atlas/)，包括來自852個樣本的3,168,824個細胞的單細胞多模態(tài)組學(xué)數(shù)據(jù)。scMMO-atlas提供了一個交互式的門戶網(wǎng)站，提供多種模態(tài)和整合數(shù)據(jù)的可視化和特征分析，包括細胞類型注釋，細胞亞群的表達標簽，細胞亞群特異性染色質(zhì)可及性，基因模塊和數(shù)據(jù)集模塊，并提供用戶上傳數(shù)據(jù)和分析結(jié)果下載。
圖1?scMMO-atlas構(gòu)建流程和功能概況
該研究對scMMO-atlas中的小鼠大腦皮層scATAC+RNA 數(shù)據(jù)進行了整合分析，發(fā)現(xiàn)一個高表達 Grm3 的早期星形膠質(zhì)細胞亞群，命名為Astro-Grm3。研究還發(fā)現(xiàn)了Ex-L6-Tle4的祖細胞亞群Ex-L6-Tle4-Nrf1，這表明scMMO-atlas提供的單細胞多模態(tài)組學(xué)大數(shù)據(jù)增加了統(tǒng)計能力，有利于新的生物學(xué)發(fā)現(xiàn)。
圖2?整合單細胞多模態(tài)組學(xué)數(shù)據(jù)尋找新細胞亞群。A、整合單細胞多模態(tài)組學(xué)數(shù)據(jù)解析小鼠大腦皮層細胞亞群。B-C、Astro-Grm3特異性Wnt信號通路。D-G、解析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)細胞亞群EX-L6-Tle4-Nrf1。
南方科技大學(xué)與中國科學(xué)院上海營養(yǎng)與健康研究所的聯(lián)培博士生程文文為論文第一作者，中國科學(xué)院上海營養(yǎng)與健康研究所靳文菲研究員為論文通訊作者。靳文菲研究組虞詩雅和尹昌輝參與了該項研究。南方科技大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院陳曦教授和洪旎教授為論文提供了寶貴的建議。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院上海營養(yǎng)與健康研究所生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)中心的支持。
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