Cell Fate Decision as High-Dimensional Critical State Transition
Pourquoi ce travail est dans la base
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Notice bibliographique
Résumé
Cell fate choice and commitment of multipotent progenitor cells to a differentiated lineage requires broad changes of their gene expression profile. But how progenitor cells overcome the stability of their gene expression configuration (attractor) to exit the attractor in one direction remains elusive. Here we show that commitment of blood progenitor cells to the erythroid or myeloid lineage is preceded by the destabilization of their high-dimensional attractor state, such that differentiating cells undergo a critical state transition. Single-cell resolution analysis of gene expression in populations of differentiating cells affords a new quantitative index for predicting critical transitions in a high-dimensional state space based on decrease of correlation between cells and concomitant increase of correlation between genes as cells approach a tipping point. The detection of "rebellious cells" that enter the fate opposite to the one intended corroborates the model of preceding destabilization of a progenitor attractor. Thus, early warning signals associated with critical transitions can be detected in statistical ensembles of high-dimensional systems, offering a formal theory-based approach for analyzing single-cell molecular profiles that goes beyond current computational pattern recognition, does not require knowledge of specific pathways, and could be used to predict impending major shifts in development and disease.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,003 |
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 découle