遺伝学：単一細胞分解能での胚規模の逆遺伝学

単一細胞トランスクリプトーム技術の成熟により、全胚からの包括的な細胞アトラスの作製が進んだ。しかし、これらのデータの大部分は野生型胚から収集されたもので、発生中の潜在的な多様性は認識されていない。今回我々は、「ゼブラフィッシュ摂動胚の単一細胞アトラス」について報告する。これは、発生中のゼブラフィッシュ胚1812個を個別に分解した単一細胞トランスクリプトームデータであり、発生の19時点、23種類の遺伝的摂動、合計320万個の細胞を含んでいる。本研究では反復性が高いため（条件ごとに8個以上の胚）、個体規模で細胞タイプの存在量の分散を推定し、細胞タイプ組成について野生型胚に対する摂動依存性な逸脱を検出することができる。我々の手法はまれな細胞タイプに感受性があり、胚の1％に満たない細胞集団である脳神経節ニューロンにおける発生軌跡と遺伝的依存性を解明できた。さらに、個々の変異型胚の時系列プロファイリングにより、脊索鞘細胞と驚くほど類似したトランスクリプトームを持つbrachyury非依存性細胞の一群が特定され、頭蓋の初期起源についての新たな仮説につながった。我々は、多数の胚のそれぞれから高分解能で個体規模の単一細胞データを標準化して収集することで、ゼブラフィッシュの細胞タイプの遺伝的依存性のマッピングが可能になり、さらに、個体間の表現型多様性の基盤となる細胞や転写の可塑性など、発生遺伝学における長年の課題にも取り組むことができると期待する。

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