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单细胞数据不会“动”?拟时序分析让它演一出“连续剧”!

发布时间:2026-01-23

传统微生物研究多依赖群体水平分析,无法捕捉细胞间的异质性。即使是同一菌群,不同细胞在功能、代谢状态、耐药潜力上可能存在天壤之别:有的细胞已启动耐药机制,有的仍处于休眠状态,有的正在快速增殖。

微生物单细胞组学技术的出现,彻底打破了这一局限。它能精准捕获单个微生物细胞的基因表达、代谢特征甚至功能活性,让我们一次 “看清” 每个微生物的 “个体差异”。

把一堆打乱的细胞快照,自动拼成一部动态演化大片

今天我们来聊聊一个特殊的方法:拟时序分析(Pseudotime Analysis)

不写代码、不懂算法,也能轻松理解它能做什么——在单细胞微生物研究中,它能解锁更多隐藏的动态故事!

拟时序分析干的就是这件事!

它通过每个细胞的基因表达,推算出它们在某个生物学过程(比如细菌对抗生素的响应、微生物适应极端环境的变化)中最可能的先后顺序,重建出一条虚拟的时间轴——这就是“拟时序”。

 注意:它不是真实时间,而是基于基因表达计算得到的模拟时间轴

它能帮你回答哪些关键问题?

A、微生物是如何一步步适应环境压力的?

B、群体中是否存在“先锋细胞”率先启动某种功能?

C、不同处理条件下,细胞的命运走向是否一致?

一句话总结:

把众多看似无序的单细胞基因表达数据,梳理成动态的生物学故事。

结果长什么样?

01、细胞轨迹图

  • 形如河流、树枝或Y字形
  • 每个点是一个细胞,颜色从蓝到红代表“拟时间”由早到晚(这个颜色变化得看实际图形长什么样)
  • 分叉处 = 细胞“命运抉择”时刻(比如:耐药性产生与否)

02、分支表达分析模型热图

  • 展示基因在细胞演化节点中表达量的变化趋势
  • 帮助进一步筛选目标基因

03、关键基因动态曲线

  • 展示某个基因如何随过程推进而上调或下调
  • 帮你锁定潜在的“驱动因子”

这些图可直接用于论文插图或项目汇报,无需编程基础!

你只需关注科学,技术交给我们

在我们的单细胞高级生信分析服务中,拟时序分析已实现标准化交付:

 输入:您的单细胞表达矩阵(单细胞分析数据矩阵)

 输出:

  • 细胞演化轨迹图
  • 关键分支点与时间节点
  • 分支表达分析模型热图
  • 核心基因动态曲线

你不需要知道 Monocle2 或 Monocle3 是什么,只需要告诉我们:你想看细胞“怎么变”的故事。

结语

微生物单细胞转录组技术正在深刻改变科学界对微生物及其群落功能和动态的认知。拟时序分析,通过解析基因表达的蛛丝马迹,还原微生物在耐药、适应、互作等过程中的轨迹。从临床耐药菌的进化追踪到极端环境微生物的适应机制,从菌群协同代谢的动态分工到宿主 - 微生物互作的节点解析,拟时序分析正在为单细胞微生物研究打开全新视角。