Waldo:对同一细胞进行活细胞成像与单细胞测序的基因条码方法
一种名为 Waldo 的基因条码方法可对显微镜下观察到的同一批细胞先做活细胞成像、再做单细胞测序。相关预印本已发布在 bioRxiv,作者称其目标是让研究者能测序显微实验中关注的那一个细胞。
一种名为 Waldo 的基因条码方法可对显微镜下观察到的同一批细胞先做活细胞成像、再做单细胞测序。相关预印本已发布在 bioRxiv,作者称其目标是让研究者能测序显微实验中关注的那一个细胞。
Cis-TERN 是一种基于图的拟时序推断方法,整合 scRNA-seq 与 scATAC-seq 数据,在两类细胞间构建有向二部图,边权由近端或远端染色质可及性决定,再通过网络扩散为所有细胞赋予连续拟时序分数。
研究提出自动化框架 HDOCK-Multimer(HDM),将从头对接与组合组装结合用于大型蛋白复合物结构预测。在三个基准评测中,HDM 在大型蛋白组装建模上的准确度和稳健性优于现有组装方法和基于深度学习的方法。
Lana Mediavilla 等提出 NeoBridge,一个结合生物物理信息的机器学习集成方法,用于优先排序免疫原性新抗原。在胰腺癌中,亚克隆新抗原负荷而非克隆新抗原负荷与更差的生存相关,提示克隆结构应纳入疫苗靶点选择。
研究团队开发了可解释多模态模型 FAME,以血浆 cfDNA 甲基化单倍型块(MHB)为单位整合甲基化与片段组学特征用于癌症检测和组织来源预测,并扩展出加入全基因组特征的 FAME-GW。
研究团队发布结构变异检测工具 HitSV,通过感知基因组重复性与断点特征密度识别断点,并结合单倍型分辨的局部组装,实现跨测序技术的碱基分辨率结构变异重建与基因分型。在 HG002 基准上,HitSV 的基因型 F1 分数相比现有最优 SV caller 分别提升 15–72%(长读长)、10–36%(短读长)和 12%(混合测序)。应用于 1KGP 第四期队列时,HitSV 将 SV 检出集扩大 31.5%,明显改变等位基因频率分布。在一个中国长读长队列中,HitSV 发现串联重复与移动元件组成的复合阵列是一类常见、多等位的复杂 SV,提示这类复合重复结构是此前被低估的人类结构变异来源。
推荐理由:HitSV 在 HG002 基准上把基因型 F1 提升 10–72%,并在大队列中发现一类此前被低估的复杂结构变异。
研究为十种代表性被子植物构建了碱基分辨率的结构变异(SV)真值集,并系统评测 91 条基于 PacBio HiFi 长读长的 SV 检测流程。
研究提出 TraSPIN,一个几何深度学习框架,同时建模转运蛋白蛋白与小分子底物,用于推断底物特异性。作者称其在基准上优于现有方法,可泛化到未见底物和序列差异较大的转运蛋白,并揭示转运蛋白与底物识别的结构决定因素和序列基序。跨物种推断和对未表征 solute carrier 蛋白的去孤儿化进一步展示了该框架在功能注释上的用途。
研究团队将 DCM-time machine 引入人诱导多能干细胞,实现对转录活性的回溯性全基因组追踪。该系统用 DCM 甲基化标记活跃的基因和增强子,这些标记在 S 期随 DNA 复制传递下去。在诱导多能干细胞向定型内胚层和原始肠管分化的过程中,该系统解析了活性动态,并可与转录因子网络和 CpG 甲基化谱整合。
Cai 等人提出 Apus,一个把质谱原始数据采集、分析与质量控制整合在一起的端到端方案,可从原始质谱数据自动完成分析直至生物学解读。作者指出,大队列蛋白质组学目前受困于数据采集、分析和质控相互割裂的工作流,Apus 试图通过整合这些环节实现主动式质量管理。
ROMET-RNA 是一个自动化基准评测框架与元选择工具包,在标准化流程中评测 11 个 RNA 结构预测器,并比较 rMSA、RNAcmap3 MARS 和 Infernal RNAcentral 三套 MSA 流程。
Ha 等人用短读长与长读长全基因组测序,对低变异等位基因频率(VAF)嵌合突变的检测策略做多机构基准评测。研究由五家机构构建细胞系混合样本,以 PacBio HiFi 数据交叉验证 Illumina 平台的变异检测结果,据此构建分层参考集、界定现实检出下限,并为非癌组织中低 VAF(<2%)变异的全基因组分析给出最佳实践。
Kong 等提出一种泛基因组方法,利用 HapMap 混合样本和泛基因组图构建合成体细胞变异资源,为跨变异类型和等位分数的体细胞变异检测提供标准化基准集。该资源可用于评测测序技术和变异检测方法。
Pranam Chatterjee 介绍 LLM-to-Flow Distillation(LFD)框架,用 LLM 从“设计具有抗癌活性的多肽”这类自然语言目标出发构建自适应课程,再通过 DPO 和 LLM 的候选排序微调多肽与小分子 flow 模型。
Chan Zuckerberg Biohub 的 Shawn Zheng 团队开发了 AreTomoLive,可实时自动化冷冻电子断层扫描(cryoET)的重建与去噪,把处理时间从数月缩短到数天。该工具面向能在近原子分辨率下三维成像细胞结构的技术,相关介绍来自 SBGrid 的人物档案。
RAW Lab 发布 DYNAMITE-ORFs v1.1.0,新增 Prodigal gap 控制并修复基因调用问题。其 E. coli 自动模式在团队基准测试中从 20.6s 提速至 9.2s。该工具以 Rust 编写,已发布在 crates.io。
LoL-align 在 Nature Methods 发表,可在不做叠合(superposition)的情况下比对蛋白结构。作者称其比 TM-align 和 DALI 更敏感、比对结果更好,速度快 5–20 倍,现已集成到 Foldseek,代码在 GitHub 的 steineggerlab/foldseek 仓库,并提供 search.foldseek.com 在线服务。
推荐理由:新方法不做叠合即可比对蛋白结构,并给出与 TM-align、DALI 的敏感性和速度对比,可据此判断是否替换现有流程。
Schloss Lab 与 balunaslab 合作发布 R 包 mums2,面向 MS/MS 非靶向代谢组数据,作者称其定位类似微生物组分析工具 mothur。该工具支持依赖数据库和不依赖数据库两类分析路径,论文发表在 Microbiology Resource Announcements。
pycircdb 是一个 Python 命令行工具,可输入人类 circRNA 基因组坐标,快速查询多个经整理的 circRNA 数据库并输出可复现注释。各数据库已统一为 0-based 表示并在 hg19 与 hg38 组装间交叉映射,兼容 0-based 和 1-based 坐标输入,采用容错匹配策略。
CRISPR-HAWK 是一个把个体和群体尺度的变异与单倍型纳入 gRNA 设计的框架,代码已在 GitHub 开源。作者在 79 648 个基因组上分析治疗靶点,发现变异会显著改变向导表现:针对 BCL11A 的镰状细胞病治疗向导存在完全消除预测切割活性的单倍型,七个治疗位点中 82.5% 的向导带有影响在靶活性的变异,变异还会产生新的 PAM 位点、带来参考基因组设计看不到的个体特异性向导。
推荐理由:该工具把个体与群体层面的变异和单倍型纳入 gRNA 设计,并给出 79 648 个基因组上的评估结果,可供做 CRISPR 靶点选择时参考。
Yeung 等发布了一个包含 1000 多个可微分单神经元模型的数据集,这些模型拟合自小鼠和人类记录,可直接嵌入基于梯度的网络架构。作者指出,用生物真实的神经元构建人工网络此前受限于缺少既拟合数据又可训练的神经元模型。
LoL-align 是一种基于距离的概率蛋白质结构比对算法,通过迭代优化局部对数几率得分,在单域和多域基准上检测远源同源物的灵敏度明显高于 TM-align 和 Dali,比对质量更好,速度是二者的 5–20 倍。该方法已完整集成进 Foldseek。
推荐理由:在单域和多域基准上,该方法对远源同源物的检测灵敏度高于 TM-align 和 Dali,速度还快 5–20 倍,并已集成进 Foldseek。
MassNet 发布面向 AI 的质谱蛋白质组学数据语料库,包含来自 35 个物种、高质量 DDA 质谱数据的 15 亿张串联质谱图,其中约 170 万个肽前体来自人类样本。
推荐理由:该语料库覆盖 35 个物种的 15 亿张质谱图,并配套标准化存储格式,为质谱蛋白质组学的深度学习提供了可复用的数据底座。
研究提出 HDOCK-Multimer(HDM),将 ab initio 对接与组合组装整合,用于大蛋白复合物结构预测。在 35 个大异源复合物、172 个大蛋白复合物和 7 个 CASP15 靶点三套基准上,HDM 的表现优于 CombFold、MoLPC、AlphaFold-Multimer 和 AlphaFold3。该框架还能在未提供化学计量比输入的情况下预测化学计量比并建模复合物。
推荐理由:面对大蛋白复合物组装空间过大的难题,该框架把对接与组合组装结合,并在三套基准上与 AlphaFold3 等方法比较。
Jean Fan 团队的计算方法 STARIT 已在 PLOS Computational Biology 发表,该方法把空间转录组数据当作栅格化图像张量,用计算机视觉 AI 无监督刻画亚细胞分子异质性下的细胞状态。作者在帖中致谢 Dee Velazquez 与团队,代码托管在 github.com/JEFworks-Lab。
研究团队提出算法 Hicberg,利用常规流程通常丢弃的短读段,从 Hi-C 等配对组学数据中推断重复元件缺失的三维接触。基因组在演化中积累的转座子、核糖体 DNA、重复基因和串联重复等序列,因短读段无法唯一比对到参考基因组而难以分析;Hicberg 通过统计推断与概率分布计算来重建这些接触信号。作者报告,该方法为重复元件对基因组空间组织的影响提供了新线索,并在酵母中观察到与某些转座子相关的染色体环形成分子马达的定位。研究强调需要整合性方法来理解基因组复杂性,为更深入探索重复元件铺路。
TorchGWAS 1.0 发布,这是一个用 GPU 批量运算对大量定量表型做协变量校正线性关联检验的框架。
推荐理由:面对数千个定量表型逐个做 GWAS 的算力瓶颈,该工具给出与 PLINK 2.0 一致的统计量和大规模运行时间。
Cao 等人提出一体化基础模型 AMIFound,用于 CT、MRI、PET、内镜、超声、眼底成像和 X 射线 7 种医学影像的增强与修复。模型在 376 万对高质量与退化图像上训练和评估,覆盖 7 类代表性退化模式;共享编码器提取模态与退化线索,动态路由的专家修复池为每个输入选择增强路径。在 7 种模态上,AMIFound 在全参考图像质量指标、临床医生评估、组合退化鲁棒性测试以及自然退化临床图像上均优于 38 个任务专用与通用基线。增强后的图像还改善了 44 项疾病检测任务、肿瘤分期预测和非小细胞肺癌生存风险分层,包括个体层面的预后排序。
推荐理由:该模型用 376 万对图像统一处理 7 种医学影像的退化修复,并检验增强后对下游诊断任务的影响。
研究团队改造出 rsmiRFPnano,一种源自蓝细菌光敏色素、分子量低于 19 kDa 的近红外光开关光声成像探针,用于差分光声断层成像(PAT)。现有基于细菌光敏色素的探针多为超过 55 kDa 的多结构域蛋白,限制了 PAT 分子报告探针的设计;rsmiRFPnano 能高效结合胆绿素,在两种光开关状态下均有高消光系数,并在活细胞中表现稳定。作者据此构建了 NF-κB 和 AP-1 通路的报告探针,基础活性低、激活响应强,并在体内用无创 PAT 可视化急性炎症,还用细胞级空间组学图谱做了验证。
推荐理由:一种不到 19 kDa 的光开关蛋白把光声成像探针做小,并给出炎症与胞内抗原成像的验证路径。
Seumetry 是一个开源 R 工具包,把流式与质谱流式数据的专用分析方法与 Seurat 的单细胞 RNA 测序分析能力结合起来。它提供高级质控、可视化和细胞群体丰度与蛋白表达的差异分析,作者用自建的人肠道不同层免疫细胞数据集验证其能识别不同免疫细胞群体,并在公开数据集上与人工门控结果一致。
Du 等人提出可训练的三室脉冲神经元模型 TNLP-LIF,将生物树突的线性与非线性输入处理机制转化为计算模型。研究结合跨物种工作记忆模拟与强化学习测试,显示树突整合可提升人工神经网络表现,但该模型仍是计算抽象而非对生物的直接复刻。
SENTINEL-X 将 CheckV、CheckM2、BUSCO、EukCC 和 viralVerify 五个生信工具整合为单一 Rust 二进制,无需 Python 运行时,可对病毒、细菌和真核序列做质控。该工具已在 crates.io 发布。
Arc Institute、Biohub、UCSF与Vector Institute团队开发eclair-CLIP,用统一小标签替代逐个抗体,在人类细胞中绘制67个癌症相关RNA结合蛋白(RBP)图谱,以单核苷酸分辨率定位超过900万个RNA结合位点。
推荐理由:用统一标签的CLIP方法构建67个癌症相关RBP的高分辨率结合图谱,并据此训练可解释的RNA结合预测模型。
Microbiome Repo 发布,收录了所有公开的人类肠道宏基因组,样本量超过 50 万,元数据直接从序列档案、论文和补充材料中提取。该目录同时提供公开 shotgun 宏基因组研究注册表,以及覆盖各年龄段、逐样本带元数据且标注证据来源的肠道宏基因组目录,作者邀请已发表相关研究的研究者检索自己的研究是否被收录并反馈。
研究整合菌株Bmb9393新测转录组与5株金黄色葡萄球菌公共数据,在生物膜与浮游条件下注释并刻画小调控RNA的表达与基因组环境,鉴定出10个生物膜中一致上调、4个一致下调的小调控转录本。
Anguiano 等人改造出膜靶向 TurboID,并优化标记策略,在清醒动物神经元胞体和轴突末梢实现 1–2 小时的蛋白质标记窗口,用于鉴定各亚细胞区室富集的蛋白。研究针对的是在行为相关时间尺度上捕捉脑内亚细胞定位蛋白质组的工具不足问题,成果发表于 Cell Reports Methods。
Euan Ashley 实验室展示新 AI 工作,构建虚拟世界用于测试智能体推理识别药物靶点的能力,并附 arXiv 链接。
ToolUniverse 新增 GPU 环境自动配置功能,使 agent 能在复杂生物数据集上调用机器学习模型,并把输出用于发现流程。
研究提出 RT-SRFM,一个面向发育单细胞转录组时间序列的分阶段潜动力学框架,将最优传输引导的速度学习、分解式群体增长建模、形状细化与监督式生物学读出整合在同一潜空间中,并通过八阶段课程训练提升局部传输精度、质量校准、命运一致性与长时程推演稳定性。
James Lloyd 在 SynBio4ALL Africa 的研讨会上介绍了其新开发的 Nanopore 全质粒测序计算流程 PICARD-seq,相关报告录像已发布。该报告主题为如何让资源有限的实验室也能开展全质粒测序。