Article
発生生物学：ネットワーク推定とin silicoでの遺伝子摂動による細胞アイデンティティーの分析
Nature 614, 7949 doi: 10.1038/s41586-022-05688-9
細胞アイデンティティーは、遺伝子調節ネットワークとして表される、遺伝子発現の複雑な調節によって支配されている。今回我々は、単一細胞マルチオミクスデータから推定された遺伝子調節ネットワークを用いてin silicoで転写因子の摂動を行い、結果として生じる細胞アイデンティティーの変化を、摂動されていない野生型データのみを用いてシミュレーションした。この機械学習に基づく手法CellOracleを、十分に確立されたパラダイム（マウスとヒトの造血、ゼブラフィッシュの胚形成）に適用し、転写因子の摂動の結果として起こる既報の表現型変化を正確にモデル化した。我々は、発生中のゼブラフィッシュにおける系統的なin silicoでの転写因子の摂動により、確立された脊索調節因子であるnotoの欠失に起因する、これまで報告されていなかった表現型をシミュレーションし、これを実験的に確認した。さらに我々は、中軸中胚葉の調節因子lhx1aを特定した。総合するとこれらの結果は、CellOracleを用いることで、転写因子による細胞アイデンティティーの調節を解析できること、また、発生と分化についての機構的な手掛かりが得られることを明らかにしている。
