洛桑联邦理工学院的研究人员开发了GEMLI，这是一种开创性的工具，可以使我们研究细胞从胚胎状态到在体内发挥特殊作用的过程，以及它们在癌症和其他疾病中的变化的研究方式民主化并极大地改善。《自然通讯》报道了这一进展。

在错综复杂的生命之舞中，细胞繁殖和多样化形成生物体的不同部分，了解每个细胞的起源至关重要。这就是生物学家所说的“细胞谱系”——细胞的家谱。正如您可以追溯到祖父母或更远的祖先一样，科学家可以追踪细胞如何分裂并从单个“亲代”细胞进化为各种“子代”细胞，每个子代细胞在体内都有自己的作用。

追踪细胞谱系有助于我们了解复杂的生物体(如人类)如何从单个受精卵发育成具有数万亿个特化细胞的生物，以及这个过程的破坏如何导致癌症等疾病。然而，该领域面临着一些重大障碍，主要是因为谱系追踪需要复杂且劳动密集型的技术。

杰姆利简介

现在，由EPFL的AlmutEisele和DavidSuter领导的科学家开发了一种计算工具，可以计算出细胞之间的谱系关系，而不需要专门的实验谱系追踪方法。

该工具名为基于基因表达记忆的谱系推断(GEMLI)，仅需要单细胞RNA测序(scRNA-seq)数据，这是一种广泛使用的技术，可捕获单个细胞在任何时间表达的基因的“快照”。给定时间。

GEMLI利用基因表达记忆的迷人现象。就像你可能会在多次制作后记住一个食谱一样，一些基因在几代细胞中仍能保持其表达强度。因此，通过利用scRNA-seq数据集中的这些“记忆基因”，GEMLI可以拼凑不同细胞之间的谱系关系，仅根据基因表达模式有效地重建其家谱。

科学家们在体外和体内对各种细胞类型和条件下的GEMLI进行了严格测试，包括胚胎干细胞、成纤维细胞、血细胞、肠细胞和各种癌细胞类型。在所有测试中，GEMLI被证明既坚固又多功能。

GEMLI鉴定原发性人类肿瘤中的细胞谱系

该团队还将GEMLI应用于原发性人类乳腺癌样本，在这些样本中无法使用替代谱系识别方法。DavidSuter说：“GEMLI最适合重建中小型谱系(约30-50个细胞)，从而能够放大癌症进展过程中的分支点。”“通过识别处于从原位表型到侵入表型转变点的细胞，人们可以恢复可能驱动癌症进展的基因。

总之，GEMLI的工作原理是识别和利用大量遗传信息中的记忆基因，将它们用作追踪细胞谱系的面包屑。通过分析基因表达的细微差别，GEMLI揭示了细胞之间的相互关系。

GEMLI不需要专门的设备或对标准实验室实践进行任何更改，可以在GitHub上免费获取，并且允许从几乎任何标准scRNA-seq数据集中进行谱系识别。Suter说：“我们对GEMLI在利用大量公开的人类癌症scRNA-seq数据集来剖析其他类型的癌症如何转变为侵袭性表型方面的潜力感到兴奋。”

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