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Enregistrement W4319165003 · doi:10.1101/2023.02.03.527019

Using single-cell RNA sequencing to generate cell-type-specific split-GAL4 reagents throughout development

2023· preprint· en· W4319165003 sur OpenAlexafffund
Yu‐Chieh Chen, Yen‐Chung Chen, Raghuvanshi Rajesh, Nathalie Shoji, Maisha Jacy, Haluk Lacin, Ted Erclik, Claude Desplan

Notice bibliographique

RevuebioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory) · 2023
Typepreprint
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueSingle-cell and spatial transcriptomics
Établissements canadiensUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesNational Institutes of HealthYork UniversityNew York State Stem Cell Science
Mots-clésEnhancerComputational biologyBiologyCell typeGeneCRISPRGene expressionGeneticsCell

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Cell-type-specific tools facilitate the identification and functional characterization of distinct cell types, which underly the complexity of neuronal circuits. A large collection of existing genetic tools in Drosophila relies on enhancer activity to label different subsets of cells. These enhancer-based GAL4 lines often fail to show a predicable expression pattern to reflect the expression of nearby gene(s), partly due to an incomplete capture of the full gene regulatory elements. While genetic intersectional technique such as the split-GAL4 system further improve cell-type-specificity, it requires significant time and resource to generate and screen through combinations of enhancer expression patterns. In addition, since existing enhancer-based split-GAL4 lines that show cell-type-specific labeling in adult are not necessarily active nor specific in early development, there is a relative lack of tools for the study of neural development. Here, we use an existing single-cell RNA sequencing (scRNAseq) dataset to select gene pairs and provide an efficient pipeline to generate cell-type-specific split-GAL4 lines based on the native genetic regulatory elements. These gene-specific split-GAL4 lines can be generated from a large collection of coding intronic MiMIC/CRIMIC lines either by embryo injection or in vivo cassette swapping crosses and/or CRISPR knock-in at the N or C terminal of the gene. We use the developing Drosophila visual system as a model to demonstrate the high prediction power of scRNAseq-guided gene specific split-GAL4 lines in targeting known cell types. The toolkit allows efficient cluster annotation in scRNAseq datasets but also the identification of novel cell types. Lastly, the gene-specific split-GAL4 lines are broadly applicable to Drosophila tissues. Our work opens new avenues for generating cell-type-specific tools for the targeted manipulation of distinct cell types throughout development and represents a valuable resource to the fly research community. Significance Statement Understanding the functional role of individual cell types in the nervous systems has remained a major challenge for neuroscience researchers, partly due to incomplete identification and characterization of underlying cell types. To study the development of individual cell types and their functional roles in health and disease, experimental access to a specific cell type is often a prerequisite. Here, we establish an experimental pipeline to generate gene-specific split-GAL4 guided by single-cell RNA sequencing datasets. These lines show high accuracy for labeling targeted cell types from early developmental stages to adulthood and can be applied to any tissues in Drosophila. The collection of gene-speicifc-split-GAL4 will provide a valuable resource to the entire fly research community.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,047
Score d'incertitude au seuil0,999

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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.

Tête enseignante Opus0,074
Tête enseignante GPT0,254
Écart entre enseignants0,180 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations14
Publié2023
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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