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Nature Methods propose un forum interdisciplinaire unique pour la publication de méthodes novatrices. Nature Methods se concentre sur les sciences de la vie, combinant des sujets pratiques et axés sur les techniques avec des normes de révision par les pairs rigoureuses pour s'assurer que les lecteurs sont constamment présentés avec uniquement les recherches méthodologiques les plus précieuses et de la plus haute qualité. Le journal offre à ses lecteurs des articles de recherche primaires, ainsi qu'un éventail d'opinions, de revues et de pièces journalistiques courtes pour fournir aux chercheurs occupés une perspective large, mais facile à assimiler, des développements méthodologiques importants dans les sciences de la vie.

Fil de notes

Décrypter le langage épigénomique unicellulaire avec un modèle fondamental

EpiAgent, un modèle fondamental basé sur des transformeurs pré-entraîné sur environ 5 millions de cellules et plus de 35 milliards de jetons, a fait progresser l'épigénomique unicellulaire en encodant l'accessibilité de la chromatine sous forme de « phrases cellulaires ». Bénéficiant de ce cadre, EpiAgent a atteint des performances de pointe dans les tâches typiques en aval et a permis la prédiction de la réponse aux perturbations et les inactivation de régions de chromatine in silico.

Les microcèbes

L'étude du microcèbe murin (Microcebus murinus), l'un des plus petits primates au monde, dans son habitat naturel et en laboratoire offre des perspectives uniques sur l'évolution du cerveau des primates, la cognition, le vieillissement et les maladies neurodégénératives, sur une échelle de temps accélérée et à un coût substantiellement inférieur à celui des modèles de primates plus grands.

Suivi cellulaire avec prédiction précise des erreurs

OrganoidTracker 2.0 permet un suivi rapide et précis des cellules dans des systèmes complexes tels que les organoïdes en développement. Un aspect clé du travail consiste à déterminer les trajectoires cellulaires avec des probabilités d'erreur pour toute caractéristique de suivi, des cycles cellulaires aux arbres de lignée.

L'amélioration de la prédiction de la structure des complexes protéiques est possible grâce à GRASP.

Une nouvelle méthode de prédiction de la structure des complexes protéiques, nommée GRASP, intègre des contraintes sur la structure potentielle dérivées de données expérimentales issues de diverses techniques. GRASP fournit des prédictions plus précises et fiables que les méthodes existantes pour des systèmes complexes, notamment les complexes antigène-anticorps, la modélisation structurelle intégrative et les interactions protéiques in situ.

Modèle fondamental pour la découverte biologique efficace dans les traces temporelles de molécules uniques

META-SiM apporte la puissance des modèles fondamentaux aux traces temporelles de molécules uniques, excellant dans diverses tâches d'analyse. Couplé au META-SiM Projector basé sur le web et à la cartographie d'entropie, il révèle rapidement des comportements moléculaires cachés inaccessibles par d'autres moyens.

Apprentissage automatique pour accélérer la découverte à partir de données de molécules uniques

L'analyse manuelle des traces temporelles de molécules uniques est lente et subjective. Désormais, un modèle fondamental basé sur des transformeurs — META-SiM — automatise les tâches d'analyse clés sur divers ensembles de données et permet la découverte rapide et systématique de comportements subtils de molécules uniques. L'application de cette approche révèle un intermédiaire d'épissage de pré-ARN non détecté auparavant, soulignant son potentiel à rationaliser la découverte biologique.

Choisissez judicieusement votre génome humain de référence

Les scientifiques peuvent choisir entre plusieurs références du génome humain, et une référence pangénomique est en cours d'élaboration. Décider quoi utiliser et quand n'est pas tout à fait simple.

Transformateur multi-étapes tridimensionnel basé sur Fourier pour la correction des aberrations dans les spécimens multicellulaires

Le transformateur de Fourier de vision optique adaptative (AOViFT) est un cadre basé sur l'apprentissage automatique pour inférer avec précision les aberrations et restaurer les performances limitées par la diffraction dans divers spécimens biologiques.

InterPLM : découverte de caractéristiques interprétables dans les modèles de langage de protéines via des auto-encodeurs épars

InterPLM est un cadre de calcul permettant d'extraire et d'analyser des caractéristiques interprétables à partir de modèles de langage de protéines à l'aide d'autoencodeurs épars. En entraînant des autoencodeurs épars sur des plongements ESM-2, cette étude identifie des milliers de caractéristiques biologiques interprétables apprises par les différentes couches du modèle ESM-2.

Profilage 3D hautement multiplexé des états cellulaires et des niches immunitaires dans les tumeurs humaines

La microscopie confocale permet une immunofluorescence cyclique 3D haute résolution et haute résolution de coupes de tissus de 30 à 50 μm d’épaisseur. L’approche permet des évaluations phénotypiques riches des cellules intactes et des interactions intercellulaires avec une résolution subcellulaire.

Cartographie des paysages de la chromatine et de la méthylation de l'ADN à une résolution unicellulaire et unimoléculaire

Nous avons développé scEpi2-seq, une méthode à cellule unique qui profile conjointement la méthylation de l'ADN et les modifications d'histones à partir de la même molécule d'ADN. Cette stratégie multi-omique révèle comment le contexte chromatinien influence le maintien de la méthylation de l'ADN et identifie des signatures épigénomiques distinctes entre les types cellulaires dans des tissus cultivés et primaires.

EpiAgent : modèle fondamental pour l'épigénomique unicellulaire

EpiAgent est un modèle fondamental pour l'analyse des données scATAC-seq qui excelle dans les tâches standard en aval telles que l'extraction de caractéristiques, l'annotation des types de cellules et l'imputation de données, tout en permettant la simulation de knockouts de cCRE et de changements d'état cellulaire.

Détection multi-omique unicellulaire de la méthylation de l'ADN et des modifications d'histones pour reconstruire la dynamique de la maintenance épigénomique

Ce travail présente scEpi2-seq, une méthode de profilage simultané à cellule unique de la méthylation de l'ADN et des modifications d'histones, permettant une investigation directe de l'interaction entre ces deux marques épigénomiques.

Fusion des paysages conformationnels dans un espace de consensus unique avec l'algorithme FlexConsensus

FlexConsensus est un algorithme basé sur des auto-encodeurs multiples pour fusionner différents paysages conformationnels issus de l'analyse d'hétérogénéité en cryo-microscopie électronique dans un espace latent commun pour l'identification des similitudes et des différences entre diverses méthodes. Cela aide à la validation du paysage conformationnel estimé et fournit des outils pour rationaliser le flux de travail d'hétérogénéité.

Et le prix est décerné à…

Les récompenses sont gratifiantes, et aussi un moment pour réfléchir à la manière dont les recherches de chacun façonnent le travail des autres.

Microscopie électronique cryogénique à faible dose pour échantillons épais utilisant la microscopie électronique en transmission à balayage corrigée en inclinaison

La microscopie électronique à transmission par balayage en champ clair corrigée de l'inclinaison offre un contraste amélioré en cryo-microscopie électronique et une amélioration substantielle de l'efficacité de la dose pour les échantillons épais tels que les cellules bactériennes et les gros organites, tout en étant capable de réaliser une analyse de particules uniques.

Imagerie volumique à kilohertz de la dynamique in vivo à l'aide de la microscopie à champ lumineux comprimé

La microscopie à champ lumineux comprimé (SLIM) combine des idées de la tomographie et de la détection comprimée avec la microscopie à champ lumineux pour permettre l'imagerie volumétrique à des fréquences de kilohertz, comme démontré dans l'imagerie du flux sanguin chez le poisson-zèbre et l'imagerie de la tension chez les sangsues et les souris.

L'apprentissage par transfert commun à rare (CORAL) permet l'inférence et la prédiction pour un quart de million d'arthropodes rares malgaches.

CORAL peut déduire la présence d'espèces rares à partir d'espèces communes, en utilisant des données de métabarcoding ADN ou d'autres données de biodiversité à haute dimension. L'approche est illustrée sur une étude de biodiversité à grande échelle provenant de Madagascar.

Protéines de capside stabilisées par l'ARN pour l'imagerie sensible et simultanée de différents ARNm uniques dans des cellules vivantes

Des variants déstabilisés des protéines de capside MS2 et PP7 permettent une amélioration de l'imagerie en cellule vivante des ARN marqués dans les cellules de mammifères en diminuant le signal de fond causé par les fusions protéine de capside non liées–protéine fluorescente.

Recherche d'homologie accélérée par GPU avec MMseqs2

MMseqs2 accéléré par unité de traitement graphique offre des gains de vitesse considérables pour la recherche d'homologie dans les bases de données métagénomiques, la génération d'alignements multiples de séquences centrés sur la requête pour la prédiction de structure, et les recherches structurelles avec Foldseek.

Mise à l'échelle de la transcriptomique spatiale pour les tissus de grande taille : découverte de l'architecture tissulaire au niveau cellulaire au-delà des plateformes conventionnelles avec iSCALE

iSCALE exploite l'histologie et la transcriptomique spatiale pour déduire l'expression génique à super résolution dans de grands tissus.

MIFA : Métadonnées, Incitations, Formats et Lignes directrices d'accessibilité pour améliorer la réutilisation des ensembles de données d'IA pour l'analyse d'images biologiques

Cette Perspective aborde les défis liés au partage de jeux de données d'images annotées et offre des conseils spécifiques pour améliorer la réutilisation des bioimages et des annotations pour les applications d'IA.

Relier l'histologie et l'expression génique spatiale à travers les échelles

Deux plateformes d'apprentissage profond — GHIST et iSCALE — transforment les images d'histologie de routine en une riche ressource moléculaire et prédisent l'expression spatiale des gènes à la résolution d'une seule cellule (GHIST) et à super-résolution sur de grandes sections de tissus (iSCALE), pour une biologie tissulaire évolutive et basée sur les données.

Intégration d'informations expérimentales diverses pour aider à la prédiction de la structure des complexes protéiques par GRASP

GRASP est un modèle de prédiction de la structure de complexes protéiques qui intègre diverses formes de contraintes expérimentales simulées et réelles, y compris celles provenant de la réticulation, du marquage covalent, de la perturbation du déplacement chimique et du balayage mutationnel profond.

Un récit de tumeurs

Les récentes avancées technologiques pour l'étude de la biologie des tumeurs ont élargi notre compréhension du cancer.

Profilage conjoint de l'accessibilité de la chromatine et des modifications CRISPR via des déaminases d'ADN double brin

Le séquençage de la chromatine accessible à la désaminase ciblée (TDAC-seq) mesure l'accessibilité de la chromatine sur de longues fibres de chromatine à des loci ciblés en utilisant des déaminases de cytidine d'ADN double brin. Lorsqu'il est combiné au criblage mutationnel CRISPR groupé, le TDAC-seq permet la détection à haut débit des changements d'accessibilité de la chromatine suite aux perturbations CRISPR, permettant une cartographie fine des relations séquence-fonction au sein des éléments cis-régulateurs endogènes.

Modèles de langage protéiques basés sur la biophysique pour l'ingénierie des protéines

Le transfert d'apprentissage des effets mutationnels (METL) est un cadre de modèle de langage protéique qui unit l'apprentissage automatique et la modélisation biophysique. Les réseaux neuronaux basés sur les transformateurs sont pré-entraînés sur des données de simulation biophysique pour capturer les relations fondamentales entre la séquence, la structure et l'énergétique des protéines.

Couplage du balayage CRISPR avec le profilage ciblé de l'accessibilité de la chromatine à l'aide d'une désaminase d'ADN double brin

Ce document présente TDAC-seq, une méthode de profilage ciblé de l'accessibilité de la chromatine utilisant des désaminases de cytidine et le séquençage à lecture longue, afin de résoudre les effets des modifications CRISPR sur les fibres de chromatine individuelles.