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Nature Methodsは、革新的な方法の出版のための独特な学際的なフォーラムを提供します。Nature Methodsは、生命科学に焦点を当て、実践的な、技術駆動のテーマと厳格なピアレビューの標準を組み合わせて、読者が常に最も価値があり、最高品質の方法論的な研究を提示することを保証します。このジャーナルは、忙しい研究者が生命科学での重要な方法論的な発展を広く、簡単に把握できるように、主要な研究論文だけでなく、意見、レビュー、短いジャーナリズムの作品も提供します。

ノートのスレッド

上皮間葉転換の統合解析のための画像ベースフレームワーク

ヒトiPS細胞における上皮間葉転換(EMT)に関連する細胞ダイナミクスの統合解析を可能にする定量的イメージングプラットフォーム。2Dおよび3D培養形状におけるEMT進行の違いは、基底膜の完全性と関連していた。

3Dゲノム構造の規制上の影響を理解するための基盤モデル

Hi-C由来のクロマチン構造から3Dゲノム編成のための基盤モデルを開発しました。HiCFoundationは、ゲノムアーキテクチャと下流の調節機能を結びつける統合解析をサポートします。Hi-Cデータに対する大規模な自己教師あり事前学習の後、下流タスクでのファインチューニングにより、種を超えた3Dゲノム、単一細胞、マルチオミクス解析のための統一的で効率的、汎用的かつ解釈可能なパラダイムを提供します。

Points of View, anew

今月、科学データを可視化するための最新の実践的なアドバイスを掲載した「Points of View」コラムを再開します。

トランスクリプトームAIモデルのトレーニングデータセットサイズのスケーリングアップは、わずかな利益に対して多大な苦痛を伴う

大規模(数千万個の細胞)データセットで単一細胞データセット用の基盤モデルをトレーニングすることの利点は、体系的にテストされていません。トレーニングデータセットのサイズと多様性が単一細胞基盤モデルのパフォーマンスに果たす役割を評価し、ある点を超えてデータセットサイズを増やしてもほとんど利点がないことがわかりました。

マウスの自由な動きにおける皮質層を横断した同時二光子・三光子マルチプレーンイメージング

軽量なヘッドマウント型マルチプレーン顕微鏡は、複雑な行動課題を実行する自由移動マウスにおいて、皮質層全体に広がる1,800以上のニューロンからの同時イメージングを可能にし、数週間にわたってサンプリングされます。

単一細胞基盤モデルのパフォーマンスにおける事前学習データセットのサイズと多様性の役割の評価

シングルセル基盤モデルのパフォーマンスは、多くの要因に依存します。本研究は、事前学習データセットのサイズと多様性の影響を評価し、事前学習データを単純にスケールアップすることによる一貫した改善の追求における潜在的な課題を明らかにします。

Chromatix: 微分可能でGPUアクセラレーション対応の波動光学ライブラリ

JAXをベースにしたChromatixは、波面光学シミュレーションの開発、共有、再利用のための標準化されたフレームワークを提供します。その機能は、数多くの計算顕微鏡アプリケーションで実証されています。

高速なオープンソース波動光学シミュレータ

私たちは、現代のコンピューティングハードウェア上で光学シミュレーションを効率的にスケーリングできるようにする、波面光学モデルのオープンソースライブラリ「Chromatix」を構築しました。Chromatixは、一般的な研究コードよりも最大22倍高速に計算光学の問題を解決し、研究者が波面光学モデルの標準ライブラリの一部としてイノベーションを共有できるようにします。

パーソナルゲノムからのシーケンス・トゥ・ファンクション予測を調査するためのスケーラブルなアプローチ

遺伝子発現などの表現型に対するDNA配列変異の影響をモデル化することは、個人間変異を解読する際に特有の課題に直面します。本研究は、個人ゲノム解析のためのスケーラブルで効率的なシーケンス・トゥ・ファンクション・モデリングフレームワークを提示します。

3D単分子局在顕微鏡法における同時マルチターゲットイメージングのための輝度デミキシング

輝度分離は、単分子局在顕微鏡法において、スペクトル特性ではなく輝度に基づいて異なる蛍光団を同時に検出する方法です。このアプローチは単一チャンネルでのイメージングを可能にするため、複数のターゲットのイメージングを簡略化し、高速化します。

Neuropixels Opto: 高解像度電気生理学と光遺伝学の組み合わせ

Neuropixels Optoプローブは、高密度記録サイトと光導波路ベースの発光サイトを組み合わせ、ニューロン活動の同時記録と青色および/または赤色光による光遺伝学的刺激を可能にします。マウス脳で実証されているように、これらのプローブは、高品質の記録を取得しながら、定義されたニューロン群の活性化または抑制を可能にします。

ニューロピクセル光プローブを用いた神経活動の読み書き

高密度電気生理デバイスは、神経科学者が多数のニューロンからのスパイクを観察することを可能にし、オプトジェネティクスはそれらのスパイクを駆動または抑制することを可能にします。我々は、単一のデバイスがこれら2つの能力を組み合わせることができ、生きた脳内の神経活動を読み書きするための高解像度な手段を提供することを示します。

iPS細胞:歴史を作ったもの、そして作られつつあるもの

転写因子を用いて完全に分化した細胞を再プログラムする方法は、細胞を再構築し、多くの科学者の軌道を変えてきました。ここでは、研究者たちがこの「再構築」と、彼らが見据える未来についてコメントしています。

TADShop: トポロジカル関連ドメインの体系的なベンチマーキングと特定

本研究は、トポロジカル関連ドメイン(TAD)を特定するための43の計算手法をベンチマークし、パフォーマンスを向上させるコンセンサス戦略に基づいたツールを提示し、TAD呼び出し手法をベンチマークおよび使用するためのウェブサービスを公開する。

クライオ電子顕微鏡における化学的同一性の追加

クライオ電子顕微鏡とクライオ電子線トモグラフィーを二次イオン質量分析法と相関的に組み合わせたワークフローは、同じ凍結サンプルから空間的に登録された化学マップを生成し、超構造情報と分子組成を直接結びつけます。この進歩は、細胞内の薬物、汚染物質、シグナル伝達分子がナノスケール解像度でどこに存在するのかを特定するための新しい道を開きます。

頼りにできるLGBTQ+の味方たち

同僚への支援は、さまざまな形をとることができます。しかし、それがいつ、どのように届いたとしても、歓迎されるべきものです。

老犬に新しい細胞を教えること

バルクで学習されたシーケンスモデルが、シングルセル解像度での遺伝子調節とバリアント効果の予測に効率的に適応できることを示す2つの新しい方法。

多重摂動によりスケーラブルなプールスクリーンが可能になります

本稿は、高MOIでのsgRNAマルチプレキシングがCRISPRiスクリーニング性能を維持しつつ、細胞数の削減を可能にすることを示しており、低MOI感染への従来の依存に疑問を投げかけている。

AreTomoLive: リアルタイムかつハイスループットでの、包括的に補正・ノイズ除去されたクライオ電子トモグラムの自動再構成

AreTomoLiveは、クライオ電子トモグラフィーのための高速化された前処理パイプラインであり、トモグラフィーのアライメント、再構成、コントラスト強調を効率化します。このパイプラインは、自動化とスループットを優先し、大規模なデータ収集時においても、包括的に補正されノイズが除去されたトモグラムを提供します。

分子から生物まで生体イメージングのためのマルチモーダル適応型光学顕微鏡

MOSAICは、ライトシート、二光子、ラベルフリー、超解像といった様々なモダリティ間をシームレスに移行できる多用途なマルチモーダル顕微鏡です。細胞培養からマウスに至るまで、様々なシステムで実証されています。

StringTie3は、未成熟転写産物と成熟転写産物を解決することにより、全RNA-seqアセンブリを改善します。

StringTie3は、ショートリード、ロングリード、ハイブリッドリードシーケンシングデータ全体で、新生および成熟転写物の両方をモデル化することにより、全RNA-seqのアセンブリと定量化においてパフォーマンスを向上させます。

ヒドロキシルラジカルタンパク質フットプリンティング–質量分析法に関する推奨事項と考慮事項

このPerspectiveは、ヒドロキシルラジカルタンパク質フットプリンティング–質量分析法に関する最低限のコミュニティ標準とベストプラクティスガイドラインを提供します。これには、実験デザイン、サンプル調製と酸化、酸化サンプルの処理、および結果データの分析と解釈が含まれます。

がんの種類を超えて、単一細胞解像度および空間的文脈におけるlncRNAの多様性の解明

このリソースは、空間的および単一細胞トランスクリプトミクスを活用して、がんにおけるlncRNAを調査し、以前は注釈が付けられていなかった94,795個のlncRNAと、それらの機能を推測するための新しいアプローチを報告しています。

シーケンスディスプレイによるタンパク質の工学

Sequence Displayは、タンパク質の配列と活性のランドスケープを偏りなく大規模にマッピングすることを可能にし、機械学習によるタンパク質工学のための豊富なデータセットを提供します。

「個々の細胞小器官の代謝ランドスケープを「撮影」する」

光学ボックスカー強化蛍光検出型中赤外線光熱顕微鏡(FILM)は、人工知能支援データ処理と組み合わせて、ネイティブなコンテキストにおける個々の細胞小器官の化学組成をマッピングします。この技術は、リソソームの代謝的多様性と、生理学的老化および病理学的状態におけるリソソームの変化を明らかにしました。

FILM:赤外線光熱変調蛍光によるオルガネラ代謝のマッピング

FILMは、光学的なボックスカー復調ベースの照明、ノイズ除去、スペクトルデコンボリューションを伴う、中赤外線光熱顕微鏡のバリアントです。その比較的穏やかな性質により、細胞培養中のオルガネルの代謝プロセス、および線虫(Caenorhabditis elegans)のイメージングが可能です。

教師なし転移学習によるアノテーションなしでの複数アニマルトラッキング

UDMTは、トランスフォーマーアーキテクチャに基づいた行動研究用のマルチアニマルトラッカーであり、手動でアノテーションされたトレーニングデータの必要性をなくします。UDMTは、マウス、ラット、ショウジョウバエ、C. elegans、ベタのデータセットで実証されています。