Новый инструмент InSTAnT анализирует пространственную транскриптомику для изучения клеточных процессов
Исследователи из Института геномной биологии Карла Р. Воза представили в Nature Communications новый вычислительный инструментарий InSTAnT (intracellular spatial transcriptomics toolkit). Он предназначен для извлечения биологических взаимосвязей из больших наборов данных пространственной транскриптомики, что поможет ученым глубже изучать клеточные процессы.
Пространственная транскриптомика позволяет картировать местоположение сотен и тысяч молекул РНК внутри тканей, создавая детальную пространственную карту. Однако оставался открытым вопрос, как эффективно использовать эти данные.
Суть метода InSTAnT заключается в анализе проксимальных пар — транскриптов РНК, расположенных в непосредственной близости друг к другу внутри клетки. Используя надежные статистические тесты и алгоритмы, инструмент идентифицирует такие пары, что дает новое понимание о наборах молекул, которые, вероятно, работают вместе.
«Фундаментальную модель клетки можно рассматривать с точки зрения того, как ее внутренние компоненты расположены относительно друг друга, а не просто сколько их есть. Наш новый подход заключался в том, чтобы смотреть не столько на то, где находятся эти мельчайшие компоненты, сколько на то, как они расположены по отношению друг к другу», — пояснил профессор статистики Дейв Чжао.
Разработка стала результатом междисциплинарного сотрудничества:
- Хи-Сун Хан (химия) предоставил экспертизу в технологии.
- Саурабх Синха и Дейв Чжао (биоинформатика, статистика) разработали аналитические методы.
Методология InSTAnT черпает вдохновение из пространственной статистики, используемой в других областях (например, в экологии), но была существенно доработана с учетом уникальности и гетерогенности клеток.
Ключевые преимущества InSTAnT:
- Статистическая строгость: Обеспечивает воспроизводимые результаты с низким уровнем ложноположительных срабатываний.
- Экспериментальная валидация: Алгоритмы тестировались не только на смоделированных, но и на реальных in vitro данных, что повышает надежность.
- Масштабируемость: Инструмент также проверяет, демонстрируют ли проксимальные пары какие-либо пространственные закономерности на уровне ткани.
Исследователи рассматривают публикацию InSTAnT как начало долгого пути по расшифровке информации, заложенной в пространственной организации молекул, и уже планируют новые совместные проекты для решения более масштабных задач.