造血干细胞 -- 分化的熵景观
摘要：潜在的表观遗传分化景观的隐喻，广泛地表明在分化过程中，干细胞会遵循最陡的下降梯度，朝向稳定的平衡状态即最终细胞类型。有人推测这与统计力学中的熵概念有类似之处。在这种情况下，在未分化状态下，熵会很大，因为细胞的基因表达程序受到的约束较少。随着分化的进行，基因表达程序变得越来越受限制，因此熵预计会减少。这样一种熵的减少，类似于统计力学，需要一定形式的自由能相应地减少。为了评估这些预测，我们计算了两个不同实验设置中造血分化的时间分辨单细胞基因表达数据的香农熵。我们发现，该熵测量的行为与这些预测相反。特别是，我们发现，香农熵不是发育伪时间的递减函数，而是在承诺点之前增加，然后再减少。这种行为与在承诺点附近的群体中观察到的基因表达紊乱的增加一致。这些群体中的单个细胞表现出不同的调控器活性组合，表明存在多个潜在分化网络配置的存在，这是由于多个入口点进入承诺状态。
作者：K. Wiesner, J. Teles, M. Hartnor and C. Peterson
论文ID：1712.07870
分类：Cell Behavior
分类简称：q-bio.CB
提交时间：2020-09-22