Moscot框架：重塑單細胞基因組學，解析細胞發育全過程

近日，來自慕尼黑工業大學、慕尼黑亥姆霍茲大學和蘇黎世聯邦理工學院的跨學科研究團隊發布了一項重要研究，提出了名為Moscot（多組學單細胞最優傳輸）的創新框架，成功重建了170萬個小鼠胚胎細胞在20個時間點的發育軌跡。這項研究在《Nature》雜誌上發表，標誌著單細胞基因組學領域的一個重大突破。

Moscot 框架的設計靈感源自18世紀的最優傳輸理論，該理論旨在高效地將物體從一個地方移動到另一個地方。研究人員通過將生物映射和比對任務轉化為最優傳輸問題，並採用一系列一致的算法來解決這些問題，從而實現了多模態數據的整合。與以往方法相比，Moscot 不僅提高了計算的可擴展性，還統一了在時間和空間領域的應用，解決了目前單細胞基因組學中面臨的幾個關鍵挑戰。

這項研究的主要作者Dominik Klein 表示，傳統方法通常只能提供有限的細胞快照，無法全面了解細胞在發育過程中的動態變化。通過Moscot，研究團隊能夠更準確地描繪小鼠胚胎的發育軌跡，並揭示細胞在不同空間和時間下的相互作用。例如，他們在小鼠胰腺發育的研究中，成功描繪了激素產生細胞的發育過程，並發現了人類誘導多能幹細胞中一種關鍵調節因子NEUROD2。這一發現為理解糖尿病的潛在機制提供了新的視角。

此外，Moscot 的開源特性使得其可以被更廣泛的科研社區所使用。研究團隊希望藉助這一框架，推動疾病機制的深入研究，以實現更具針對性的治療手段。