Construction of a 3D whole organism spatial atlas by joint modelling of multiple slices with deep neural networks

计算机科学 三维模型 有机体 空间分析 限制 人工智能 计算生物学 数据挖掘 生物 地理 遥感 机械工程 工程类 古生物学
作者
Gefei Wang,Jia Zhao,Yan Yan,Yang Wang,Angela Ruohao Wu,Can Yang
出处
期刊:Nature Machine Intelligence [Nature Portfolio]
卷期号:5 (11): 1200-1213 被引量:63
标识
DOI:10.1038/s42256-023-00734-1
摘要

Spatial transcriptomics (ST) technologies are revolutionizing the way to explore the spatial architecture of tissues. Currently, ST data analysis is often restricted to a single two-dimensional (2D) tissue slice, limiting our capacity to understand biological processes that take place in 3D space. Here we present STitch3D, a unified framework that integrates multiple ST slices to reconstruct 3D cellular structures. By jointly modelling multiple slices and integrating them with single-cell RNA-sequencing data, STitch3D simultaneously identifies 3D spatial regions with coherent gene-expression levels and reveals 3D cell-type distributions. STitch3D distinguishes biological variation among slices from batch effects, and effectively borrows information across slices to assemble powerful 3D models. Through comprehensive experiments, we demonstrate STitch3D’s performance in building comprehensive 3D architectures, which allow 3D analysis in the entire tissue region or even the whole organism. The outputs of STitch3D can be used for multiple downstream tasks, enabling a comprehensive understanding of biological systems. Computational methods for analysing single 2D tissue slices from spatial transcriptomics studies are well established, but their extension to the 3D domain is challenging. Wang et al. develop a deep learning framework that can perform 3D reconstruction of cellular structures in tissues as well as whole organisms.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
晚风发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
上官若男应助Espresso采纳,获得10
刚刚
醉爱天下发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
冷傲的道罡完成签到,获得积分10
2秒前
辛勤的可仁完成签到 ,获得积分10
2秒前
玥来玥好发布了新的文献求助10
2秒前
星辰大海应助自由念露采纳,获得10
2秒前
科研狗应助要减肥的冥采纳,获得30
3秒前
3秒前
田様应助小小采纳,获得10
3秒前
DC发布了新的文献求助10
4秒前
yoowt发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
niu完成签到,获得积分10
4秒前
阿景发布了新的文献求助10
4秒前
xialuoke发布了新的文献求助10
4秒前
chaoschen发布了新的文献求助50
5秒前
6秒前
胡图图完成签到,获得积分10
6秒前
乐乐应助卑鄙的熊采纳,获得10
6秒前
6秒前
科目三应助香蕉苹果采纳,获得10
6秒前
小睿宝发布了新的文献求助10
7秒前
ww完成签到,获得积分10
7秒前
斯文败类应助dd采纳,获得10
8秒前
斯文败类应助Iris采纳,获得10
8秒前
Hello应助刘男采纳,获得10
8秒前
充电宝应助DJQZDS采纳,获得10
8秒前
8秒前
阿明完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
科研通AI6.4应助千峰采纳,获得50
9秒前
灵巧鑫完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
10秒前
11秒前
Sponge完成签到,获得积分10
11秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
晶种分解过程与铝酸钠溶液混合强度关系的探讨 8888
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6422286
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8241174
关于积分的说明 17516843
捐赠科研通 5476343
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2892815
邀请新用户注册赠送积分活动 1869266
关于科研通互助平台的介绍 1706703