D-SPIN constructs gene regulatory network models from multiplexed scRNA-seq data revealing organizing principles of cellular perturbation response
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Notice bibliographique
Résumé
Gene regulatory networks within cells modulate the expression of the genome in response to signals and changing environmental conditions. Reconstructions of gene regulatory networks can reveal the information processing and control principles used by cells to maintain homeostasis and execute cell-state transitions. Here, we introduce a computational framework, D-SPIN, that generates quantitative models of gene regulatory networks from single-cell mRNA-seq datasets collected across thousands of distinct perturbation conditions. D-SPIN constructs probabilistic models of regulatory interactions between genes or gene-expression programs to fit the cell state distributions under different perturbations. Using large Perturb-seq and drug-response datasets, we demonstrate that D-SPIN models reveal key regulators of cell fate decisions and the coordination of distant cellular pathways in response to gene knockdown perturbations. D-SPIN also dissects gene-level drug response mechanisms in heterogeneous cell populations, elucidating how combinations of immunomodulatory drugs acting on distinct regulators induce novel cell states through additive recruitment of gene expression programs. D-SPIN provides a computational framework for constructing interpretable models of gene regulatory networks to reveal principles of cellular information processing and physiological control.
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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 | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 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 | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 découle