Résumé - TrajLens : Analyse visuelle pour la construction de trajectoires de développement cellulaire dans l'exploration croisée des échantillons

TrajLens : Analyse visuelle pour la construction de trajectoires de développement cellulaire dans l'exploration croisée des échantillons

2025-07-21 13:44:01

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

{cs.CG,q-bio.QM}

Ce document présente TrajLens, un système d'analyse visuelle conçu pour aider les biologistes à prédire et à explorer les trajectoires de développement cellulaires trans-échantillons à partir de jeux de données de séquenceur à ADNc en single-cellule (scRNA-seq). Le système répond au défi de construire et d'analyser des trajectoires de développement trans-échantillons complexes qui tiennent compte des dynamiques cellulaires spatiales, une tâche critique dans l'analyse de la séquenceur à ADNc en single-cellule (scRNA-seq). Les auteurs proposent un modèle basé sur un réseau de neurones généralisés (GNN) pour prédire les trajectoires de développement cellulaires trans-échantillons en capturant des caractéristiques telles que les distributions cellulaires spatiales, les profils d'expression des gènes et les dynamiques trans-échantillons. TrajLens fournit une interface intuitive et interactive aux utilisateurs pour explorer les trajectoires prédites et valider leurs relations évolutionnaires biologiques. Le système comprend plusieurs fonctionnalités clés : 1. Vue de Sélection des Cellules Cœur : Permet aux utilisateurs de sélectionner des types cellulaires de cœur sur la base d'occurrences temporelles et de changements quantitatifs pendant le développement biologique. 2. Vue de Sélection des Chemins : Assiste les utilisateurs dans la sélection et l'analyse intuitive de chemins cellulaires de développement complexes, en se concentrant sur des trajectoires à haute fréquence et diversifiées. 3. Vue d'Inspection des Chemins : Révèle les patrons évolutionnaires spatiaux à travers une vue synchronisée en multi-lignes, facilitant une validation complète des relations évolutionnaires biologiques avec des fonctionnalités pour l'inspection de séquence, l'inspection de l'échantillon unique et l'évaluation de la similarité. 4. Vue des Fonctions des Gènes : Présente les fonctions de gènes significatives identifiées par l'analyse des séquences d'échantillons uniques. Pour démontrer les performances du système, les auteurs ont effectué des évaluations quantitatives de leur modèle avec deux études de cas et des entretiens avec des experts pour valider son utilité et son efficacité. Les résultats montrent que TrajLens prédit efficacement les trajectoires de développement cellulaires trans-échantillons et aide les biologistes à explorer et à affiner leurs relations évolutionnaires biologiques. Le document met en avant les contributions suivantes : - Formulation du problème et exigences de conception pour définir et analyser les trajectoires de développement cellulaires trans-échantillons. - Un modèle basé sur un GNN pour prédire les trajectoires trans-échantillons en capturant des caractéristiques cellulaires de développement trans-échantillons. - TrajLens, un système d'analyse visuelle pour explorer et identifier les relations évolutionnaires biologiques des trajectoires prédites. - Évaluation quantitative des performances du modèle et validation qualitative de l'efficacité du système par le biais d'études de cas et d'entretiens avec des experts. En général, TrajLens offre un outil précieux aux biologistes pour analyser des trajectoires de développement cellulaires trans-échantillons complexes et gagner des insights sur les dynamiques cellulaires et les relations évolutionnaires.