Spatiotemporal transcriptomic maps of whole mouse embryos at the onset of organogenesis

生物 器官发生 胚胎干细胞 转录组 胚胎 计算生物学 异位表达 胚胎发生 编配 神经管 表型 遗传学 基因 突变体 细胞生物学 基因表达 音乐剧 艺术 视觉艺术
作者
Abhishek Sampath Kumar,Luyi Tian,Adriano Bolondi,Amèlia Aragonés Hernández,Robert Stickels,Helene Kretzmer,Evan Murray,Lars Wittler,Maria Walther,Gabriel Barakat,Leah Haut,Yechiel Elkabetz,Evan Z. Macosko,Léo Guignard,Fei Chen,Alexander Meissner
出处
期刊:Nature Genetics [Nature Portfolio]
卷期号:55 (7): 1176-1185 被引量:23
标识
DOI:10.1038/s41588-023-01435-6
摘要

Abstract Spatiotemporal orchestration of gene expression is required for proper embryonic development. The use of single-cell technologies has begun to provide improved resolution of early regulatory dynamics, including detailed molecular definitions of most cell states during mouse embryogenesis. Here we used Slide-seq to build spatial transcriptomic maps of complete embryonic day (E) 8.5 and E9.0, and partial E9.5 embryos. To support their utility, we developed sc3D, a tool for reconstructing and exploring three-dimensional ‘virtual embryos’, which enables the quantitative investigation of regionalized gene expression patterns. Our measurements along the main embryonic axes of the developing neural tube revealed several previously unannotated genes with distinct spatial patterns. We also characterized the conflicting transcriptional identity of ‘ectopic’ neural tubes that emerge in Tbx6 mutant embryos. Taken together, we present an experimental and computational framework for the spatiotemporal investigation of whole embryonic structures and mutant phenotypes.
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