A stepwise model of Reaction-Diffusion and Positional-Information governs self-organized human peri-gastrulation-like patterning
Notice bibliographique
Résumé
How position-dependent cell fate acquisition occurs during embryogenesis is a central question in developmental biology. To study this process, we developed a defined, high-throughput assay to induce peri-gastrulation-associated patterning in geometrically confined human pluripotent stem cell (hPSC) colonies. We observed that, upon BMP4 treatment, phosphorylated SMAD1 (pSMAD1) activity in the colonies organized into a radial gradient. We developed a reaction-diffusion (RD)-based computational model and observed that the self-organization of pSMAD1 signaling was consistent with the RD principle. Consequent fate acquisition occurred as a function of both pSMAD1 signaling strength and duration of induction, consistent with the positional-information (PI) paradigm. We propose that the self-organized peri-gastrulation-like fate patterning in BMP4-treated geometrically confined hPSC colonies arises via a stepwise model of RD followed by PI. This two-step model predicted experimental responses to perturbations of key parameters such as colony size and BMP4 dose. Furthermore, it also predicted experimental conditions that resulted in RD-like periodic patterning in large hPSC colonies, and rescued peri-gastrulation-like patterning in colony sizes previously thought to be reticent to this behavior.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».