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 机械工程 古生物学 遥感 工程类
作者
Gefei Wang,Jia Zhao,Yan Yan,Yang Wang,Angela Ruohao Wu,Can Yang
出处
期刊:Nature Machine Intelligence [Springer Nature]
卷期号:5 (11): 1200-1213 被引量:18
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
敏er好学发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
Skywalker发布了新的文献求助10
2秒前
艾米完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
张笑笑完成签到,获得积分20
3秒前
红小豆完成签到,获得积分10
3秒前
之星君发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
pilot完成签到,获得积分10
6秒前
jackycas发布了新的文献求助10
7秒前
tianzhanggong发布了新的文献求助10
7秒前
Henry应助踏实的寒烟采纳,获得200
9秒前
9秒前
红小豆发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
Hans发布了新的文献求助20
11秒前
英俊的铭应助沉静天思采纳,获得10
11秒前
11秒前
桂圆发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
哈哈呵完成签到,获得积分10
12秒前
14秒前
今后应助liangmh采纳,获得10
14秒前
zzz发布了新的文献求助10
16秒前
R喻andom发布了新的文献求助10
18秒前
桂圆发布了新的文献求助10
18秒前
19秒前
20秒前
21秒前
22秒前
xuruolan发布了新的文献求助20
22秒前
22秒前
科研通AI2S应助LH采纳,获得10
23秒前
玩命的靖仇完成签到 ,获得积分10
23秒前
23秒前
23秒前
务实绿柏发布了新的文献求助10
23秒前
23秒前
24秒前
高分求助中
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
宽禁带半导体紫外光电探测器 388
COSMETIC DERMATOLOGY & SKINCARE PRACTICE 388
Case Research: The Case Writing Process 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3142138
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2793085
关于积分的说明 7805514
捐赠科研通 2449427
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1303274
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 626807
版权声明 601291