GA黄金甲

在多组学（Multi-Omics）钻研日益成为解析性命过程沉要伎俩的今天，我们是否真正捉拿到了数据背后的“生物学性质”？细胞周期，这一在经典生物学中早已被宽泛认知的根基过程，在多组学分析中却往往被当作布景成分忽略。然而，细胞周期的异质性，尤其是分歧细胞类型间细胞周期结构的差距，滋扰了我们对组学数据的解读，导致差距信号的伪阳性，覆盖了真正拥有生物学意思的发现。

5月28日，国度生物信息中心蔡军团队结合中国农业科学院北京牧医所郑彩宏钻研员团队，在Advanced Science?在线颁发了题为“Mitigating Cell Cycle Effects in Multi-Omics Data: Solutions and Analytical Frameworks”的钻研论文。该钻研以干细胞与分化细胞为模型，系统梳理了细胞周期结构差距对多组学数据诠释的全局性影响，构建了一套针对分歧组学类型的通用分析框架，为若何鉴定高增殖细胞群体中真实的生物学信号提供了科学凭据和技术蹊径。

在干细胞钻延注胚胎发育及肿瘤等增殖活跃的生物学场景中，细胞周期结构的差距是组学数据解读误差的沉要起源之一。钻研指出，当样本中处于S期的细胞比例超过38%时，DNA的非同步复造会影响拷贝数变异的鉴别，导致高假阳性率。对此，钻研团队引入复造时序域（Replication Timing Domain，RTD）校对，能够显著降低拷贝数变异鉴定的假阳性。

不仅如此，细胞周期也影响了染色质可及性和DNA甲基化的鉴别精度。钻研发现，S期特异的染色质盛开区域（open chromatin regions，OCRs）更富集于早期RTD区域，并且与OCRs关联的假阳性拷贝数变异区域偏差于更高比例拷贝数扩增，同时，细胞周期分歧阶段共有的OCRs，往往拥有更高的转录活性关联性与调控职能。此表，差距甲基化区域的鉴别正确性也受到细胞周期的影响。通过整合转录组数据，钻研进一步批注，相较于直接比力，基于细胞周期分型后进行独立比力的战术,更有助于揭示潜在的生物学信号。 在单细胞转录组层面，只管目前已有多种单细胞分析步骤试图解除细胞周期的滋扰，但这些步骤往往不及以彻底剥离细胞周期变量对差距表白基因识此外影响。通过对多种细胞周期分类工具的比力，钻研最终选定了分类正确性较高的Cyclone算法，并在此基础上构建“phase comparison”战术，有效提升差距表白基因的生物学有关性和职能注解精度。

基于此，钻研团队系统评估了细胞周期在多组学分析中的滋扰效应，并针对分歧数据类型提出相识决战术，重要蕴含：通过RTD校对降低高S期比例群体中的CNV假阳性，优化甲基化与转录组分析流程。结合Cyclone算法与“phase comparison”步骤，有效提升单细胞数据中差距基因的鉴别正确性。团队通过仿照数据、生物学尝试和职能注解等多维伎俩，系统验证了战术的有效性。

综上所述，钻研团队揭示了细胞周期这一“被忽略的沉要变量”，在多组学解读中的关键作用。通过将细胞周期明确纳入分析流程，提升了组学数据的诠释正确性，为干细胞及肿瘤等高增殖布景下的精准分析提供了钻研范式。

该钻研得到了北京市天然科学基金沉点钻研专题课题、GA黄金甲关键主题技术攻坚先导专项、GA黄金甲前瞻战术科技先导专项等项目赞助。国度生物信息中心蔡军钻研员、中国农业科学院北京牧医所郑彩宏钻研员为本文的共同通讯作者。国度生物信息中心博士生聂瑞与北京牧医所郑彩宏钻研员为本文的共同第一作者。

细胞周期对多组学影响及校对示意图

论文链接