跨时间连接散点：利用带时间戳数据重建单细胞信号轨迹
定量方法
2017-07-27 v2 统计力学
计算几何
计算机视觉与模式识别
摘要
单细胞响应由信号动力学轨迹在信号蛋白丰度张成的多维空间中刻画的几何所决定。然而，在活细胞成像中测定大量（>3）信号分子具有挑战性，这使得难以在大维度下探测单细胞信号动力学轨迹。流式细胞术与质谱细胞术能够测量大量（4 至 >40）信号分子，但无法追踪单细胞。因此，细胞术实验提供了单细胞信号动力学的详细带时间戳快照。是否有可能利用带时间戳的细胞术数据来重建单细胞信号轨迹？借鉴非平衡统计物理中守恒变量与慢变量的概念，我们开发了一种利用快照数据重建信号轨迹的方法，该方法通过构造在信号动力学过程中保持不变或缓慢变化的新变量来实现。我们将该方法应用于从计算机模拟和活细胞成像测量获得的快照数据来重建轨迹。利用不变量与慢变量重建轨迹提供了一种利用快照数据追踪对象的全新方式。该方法有望对解决广泛学科中的匹配问题产生影响。
引用
@article{arxiv.1609.08035,
title = {Connecting the dots across time: Reconstruction of single cell signaling trajectories using time-stamped data},
author = {Sayak Mukherjee and David Stewart and William Stewart and Lewis L. Lanier and Jayajit Das},
journal= {arXiv preprint arXiv:1609.08035},
year = {2017}
}
备注
revised version, accepted for publication in Royal Society Open Science