大家好，欢迎观看《时空日报》第124期。本期介绍的时空/细胞组学相关研究文章共计4篇。以下是应用时空云平台STOmics Cloud的StereoCopilot模块生成的文章概要，并辅以人工审核，供了解参考。
1、共同和不同的基因调控网络控制斑马鱼视网膜损伤诱导和发育中的神经发生
Common and divergent gene regulatory networks control injury-induced and developmental neurogenesis in zebrafish retina
Nature Communications; IF:16.600; DOI: 10.1038/s41467-023-44142-w
内容概要：
① 在急性视网膜损伤后，斑马鱼具有一种再生所有神经元亚型的能力，该能力通过Müler神经胶质细胞（Müler glia，MG）重编程和不对称细胞分裂产生多潜能Müler胶质细胞来源的神经前体细胞（Müller glia-derived neuronal progenitor cell，MGPC）来实现。这引发了三个关键问题：首先，MG向发育中的视网膜前体细胞（retinal progenitor cell，RPC）状态重编程吗？第二，再生在多大程度上影响视网膜的发育？最后，不同视网膜细胞亚型的缺失是否会引发独特的MG再生反应？
② 该研究通过在发育和再生的视网膜上进行sn/scRNA-seq和sn/scATAC-seq来研究上述问题，发现损伤诱导MG向类似于晚期RPC的状态重编程。
③ 然而，MGPC和RPC之间存在主要的转录差异，当不同的视网膜细胞亚型受损时，激活的MG和MGPC之间也存在主要的转录差异。候选基因的验证进一步证实，不同细胞亚型的缺失会导致转录因子基因表达和再生结果的差异。
再生医学；斑马鱼，视网膜损伤，神经元，细胞重编程，sn/scATAC-seq，sn/scRNA-seq，scRNA-seq；Pin Lyu, Maria Iribarne, Dmitri Serjanov, Yijie Zhai, Thanh Hoang, Jiang Qian, David R. Hyde, SethBlackshaw; Johns Hopkins University School of Medicine, University of Notre Dame; USA.
2、JOINTLY：单细胞转录组的可解释联合聚类
JOINTLY: interpretable joint clustering of single-cell transcriptomes
Nature Communications; IF:16.600; DOI: 10.1038/s41467-023-44279-8
内容概要：
① 单细胞和单核RNA测序（sxRNA-seq）越来越多地被用来描绘处于动态平衡、发育期间和疾病中的细胞类型的转录状态。然而，这是一项具有挑战性的任务，因为技术变化可能掩盖生物效应。该研究提出了一种算法—JOINTLY，支持跨批次的sxRNA-seq数据集的联合聚类（joint clustering）。
② JOINTLY在聚类任务中的表现与当前最好的批处理集成方法相当或更好，并且优于其他本质上可解释的方法。该研究证明了JOINTLY在保留生物条件之间细微的细胞状态差异的同时，对过度校正（over-correction）具有稳健性，并强调了如何使用JOINTLY的解释来注释细胞类型，并识别跨细胞类型和伪时间的有源信号程序（active signalling programs）。
③ 最后，该研究使用JOINTLY构建了白色脂肪组织参考图谱（reference atlas of white adipose tissue，WATLAS），这是一个可扩展的、全面的社区资源（community resource），并在其中描述了四个脂肪细胞亚群，绘制了肥胖和脂肪库（depots）之间的组成变化。
生信工具；聚类，细胞类型，脂肪组织，scRNA-seq，snRNA-seq；Andreas Fønss Møller, Jesper Grud Skat Madsen; University of Southern, 中国科学院大学, Center for Functional Genomics and Tissue Plasticity (ATLAS), Broad Institute of MIT and Harvard; Denmark, 中国, USA.
3、利用CEFCON从单细胞转录组学数据中解析细胞命运决定的驱动调控因子
Deciphering driver regulators of cell fate decisions from single-cell transcriptomics data with CEFCON
Nature Communications; IF:16.600; DOI: 10.1038/s41467-023-44103-3
内容概要：
① 单细胞技术使细胞命运图谱的动态分析成为可能。然而，捕捉基因调控关系并确定控制细胞命运决定的驱动因素仍然具有挑战性。该研究提出了一个基于网络的框架—CEFCON。
② CEFCON首先使用具有注意力机制（attention mechanism）的图神经网络（graph neural network）从scRNA-seq数据中推断出细胞系特有的基因调控网络（gene regulatory network，GRN），然后通过网络控制理论对细胞命运动态进行建模，以识别驱动调节器和相关的基因模块，揭示了它们与细胞状态相关的关键生物学过程。
③ 大量的基准测试一致地证明了CEFCON在GRN构建、驱动调节因子识别和基因模块识别方面优于baseline。当应用于小鼠造血干细胞分化数据时，CEFCON成功地识别了三个发育谱系的驱动调节因子，这从网络控制的角度为细胞分化提供了有用的见解。
④ 总的来说，CEFCON为从scRNA-seq数据中研究细胞命运决定的潜在机制提供了一个有价值的工具。
生信工具；图神经网络，基因调控网络，细胞命运，scRNA-seq；Peizhuo Wang, Dan Zhao, Jianyang Zeng; 清华大学，西湖大学；中国.
4、MAIT细胞在哺乳动物进化过程中的保守转录程序
A conserved transcriptional program for MAIT cells across mammalian evolution
The Journal of Experimental Medicine; IF:15.300; DOI: 10.1084/jem.20231487
内容概要：
① 黏膜相关恒定T细胞（mucosal-associated invariant T，MAIT）含有进化上保守的T细胞受体（T cell receptor，TCR），提示其具有重要的功能。由于人类和小鼠的MAIT功能程序看起来截然不同，进化上保守的MAIT功能特征仍未确定。该研究使用物种特异性四聚体（species-specific tetramers）结合scRNA-seq，探索了六个物种跨越1.1亿年的进化过程中MAIT细胞的发育。
② 跨物种分析揭示了MAIT细胞成熟背后的保守转录事件，在所有物种中以ZBTB16诱导为标志。人类、绵羊、牛和负鼠的MAIT细胞获得了一个共同的1/17型转录程序，反映了祖先的特征。
③ 人类恒定自然杀伤性T（invariant natural killer T，iNKT）细胞也获得了这个程序，表明先天T细胞的共同分化。在啮齿动物中形成了不同的1型和17型MAIT亚群，包括宠物鼠和遗传多样性的小鼠品系。然而，MAIT细胞在小鼠肠道中进一步成熟，获得了一个非常保守的程序，其特征是同时表达类型1、类型17、细胞毒性和组织修复基因。
④ 总而言之，该研究为固有样T细胞（innate-like T cells）在进化过程中的转录特征提供了一个统一的观点。