Lineage recording in monoclonal gastruloids reveals heritable modes of early development
Notice bibliographique
Résumé
SUMMARY Mammalian stem cells possess a remarkable capacity for self-organization, a property that underlies increasingly sophisticated in vitro models of early development. However, even under carefully controlled conditions, stem cell-derived models exhibit substantial “inter-individual” heterogeneity. Focusing on gastruloids, a powerful model of the early posterior embryo 1 , we sought to investigate the origins of this heterogeneity. To this end, we developed a scalable protocol for generating gastruloids that are monoclonal, i.e. derived from a single mouse embryonic stem cell (mESC). Single cell transcriptional profiling of monoclonal gastruloids revealed extensive inter-individual heterogeneity, with some hardly progressing, others resembling conventional gastruloids but biased towards mesodermal or neural lineages, and yet others bearing cell types rare or absent from conventional polyclonal gastruloids. To investigate this further, we leveraged DNA Typewriter 2 to record the cell lineage relationships among the mESCs from which monoclonal gastruloids originate. Early in the expansion of “founder” mESCsーprior to induction of the resulting aggregates to form gastruloidsーwe observe clear examples of fate bias or fate restriction, i.e. sister clades that exhibit markedly different cell type compositions. In a separate experiment with DNA Typewriter, we reconstructed a monophyletic “tree of trees”, composed of ∼50,000 cells derived from ∼100 gastruloids, all descended from a single “founder of founders” stem cell. From these data, we find that founder mESCs that are more closely related are more likely to give rise to monoclonal gastruloids with similar cell type compositions. Our results suggest that fluctuations in the intrinsic states of mESCs are heritable, and shape their descendants’ fates across many cell divisions. Our study also showcases how DNA Typewriter can be used to reconstruct high-resolution, monophyletic cell lineage trees in stem cell models of early development.
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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 | 0,000 |
| 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) | 0,001 | 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 ».