Zusammenfassung - TrajLens: Visuelle Analyse zur Konstruktion von Zellentwicklungs-Trajektorien bei der Querschnittsuntersuchung

TrajLens: Visuelle Analyse zur Konstruktion von Zellentwicklungs-Trajektorien bei der Querschnittsuntersuchung

2025-07-21 13:44:01

{"Qipeng Wang","Shaolun Ruan","Rui Sheng","Yong Wang","Min Zhu","Huamin Qu"}

{cs.CG,q-bio.QM}

Dieses Papier stellt TrajLens vor, ein visuelles Analyse-System, das Biologen dabei unterstützen soll, Querschnittszellentwicklungskurven aus multiplen scRNA-seq-Datenätzen vorherzusagen und zu erkunden. Das System löst die Herausforderung, komplexe Querschnittsentwicklungskurven zu konstruieren und zu analysieren, die zelluläre räumliche Dynamik berücksichtigen, was eine kritische Aufgabe in der Analyse von Einzellig-RNA-Sequenzierung (scRNA-seq) ist. Die Autoren schlagen ein auf GNN basierendes Modell vor, um Querschnittszellentwicklungskurven vorherzusagen, indem es Merkmale wie zelluläre räumliche Verteilungen, Genexpressionsprofile und Querschnittsdynamik erfasst. TrajLens bietet eine intuitive und interaktive Benutzeroberfläche, die es den Benutzern ermöglicht, vorhergesagte Kurven zu erkunden und ihre biologischen Evolutionärverhältnisse zu validieren. Das System verfügt über mehrere zentrale Funktionen: 1. Ansicht zur Auswahl kernozeelliger Typen: Ermöglicht es den Benutzern, kernozeellige Typen auf Basis zeitlicher Auftretens und quantitativer Veränderungen während der biologischen Entwicklung auszuwählen. 2. Ansicht zur Auswahl von Pfaden: Hilft den Benutzern dabei, komplexe Entwicklungspfade zu intuitiv auswählen und zu analysieren, wobei sich der Fokus auf häufige und diverse Kurven legt. 3. Ansicht zur Inspektion von Pfaden: Reveals spatial evolutionary patterns durch eine mehrzeilige synchronisierte Ansicht, facilitates comprehensive validation of biological evolutionary relationships with features for sequence inspection, single-sample inspection, and similarity assessment. 4. Ansicht zur Genfunktion: Präsentiert durch die Analyse von Einzelligsequenzen identifizierte signifikante Genfunktionen. Um die Leistung des Systems zu demonstrieren, führten die Autoren quantitative Evaluierungen ihres Modells mit zwei Fallstudien und Experteninterviews durch, um seine Nützlichkeit und Effektivität zu validieren. Die Ergebnisse zeigen, dass TrajLens effektiv Querschnittszellentwicklungskurven vorhersiegt und Biologen dabei hilft, ihre biologischen Evolutionärverhältnisse zu erkunden und zu verfeinern. Das Papier hebt folgende Beiträge hervor: - Problemformulierung und Designanforderungen zur Definition und Analyse von Querschnittszellentwicklungskurven. - Ein auf GNN basierendes Modell zur Vorhersage von Querschnittsentwicklungskurven durch die Erfassung von Querschnittszellentwicklungseigenschaften. - TrajLens, ein visuelles Analyse-System zur Erkundung und Identifizierung der biologischen Evolutionärverhältnisse vorhergesagter Kurven. - Quantitative Bewertung der Modellleistung und qualitative Validierung der Systemeffektivität durch Fallstudien und Interviews mit Experten. Insgesamt bietet TrajLens ein wertvolles Werkzeug für Biologen, um komplexe Querschnittszellentwicklungskurven zu analysieren und Einblicke in zelluläre Dynamik und Evolutionärverhältnisse zu gewinnen.