为何相同饮食对不同人效果迥异?汤臣倍健与广州国家实验室等科研团队在国际知名期刊《Nature Communications》发表的最新研究,或许能给出答案。该团队成功开发出单细胞多组学技术模型scTFBridge,其如同“细胞级显微镜”,可清晰揭示单个细胞内的基因调控网络,为破解人体营养应答差异、解决复杂健康问题提供全新工具,更将为精准营养的深化发展注入关键动力。
此次发表的研究论文(标题:《scTFBridge: a disentangled deep generative model informed by TF-motif binding for gene regulation inference in single-cell multi-omics》,链接:https://dol.org/10.1038/s41467-025-64227-y)于2025年2月24日接收、9月10日录用、10月15日在线发布。研究指出,转录因子(TFs)与调控元件(REs)的相互作用驱动基因转录,形成基因调控网络(GRNs)。单细胞技术虽已能同时检测RNA表达与染色质可及性,为单细胞分辨率下的GRN推断提供可能,但多组学层面的异质性却给调控特征提取带来困难。而scTFBridge作为多组学深度生成模型,可将潜在空间分解为多组学层面的共享和特异性成分,结合TF基序结合知识,使共享嵌入与特定TF调控活性对齐,提升生物学可解释性;借助可解释性方法计算REs和TFs的调控分数,实现稳健的GRN推断。研究结果进一步表明,该模型能识别细胞类型特异性易感基因和独特调控程序,助力解析单细胞水平的基因调控机制。
从“大众营养”到“一人一策”:精准营养迎来细胞级突破
精准营养的核心是为个体提供适配其身体状况的营养方案。过去,营养研究多基于人群整体特征,如今科研人员正深入细胞层面探寻个体差异的根源——人体由无数细胞构成,每个细胞如同“小型工厂”,内部的基因调控网络作为“指挥系统”,决定着营养的吸收、利用与代谢。正是这些微观层面的差异,导致每个人对同一种食物的反应可能截然不同,这便是“千人千面”的营养密码。
传统技术难以清晰观测细胞“指挥系统”的运作机制,而单细胞多组学技术凭借“超高清晰度”,能同时捕捉单个细胞中基因、蛋白质等多层面活动,从而揭开个体营养应答差异的核心原因,为精准营养从“大众通用”走向“一人一策”奠定基础。
scTFBridge:破解数据难题,清晰呈现细胞“指挥系统”
单细胞多组学技术可获取海量复杂数据,但有效整合这些信息是一大技术瓶颈。为攻克此难题,研究团队创新融合AI学习算法与庞大生物学数据库,成功研发scTFBridge模型:一方面,它能高效融合不同类型的细胞数据,精准筛选关键信息,破解多样化数据融合的核心痛点;另一方面,通过引入已知生物学知识进行验证,大幅提升基因调控推断的准确性与科学性。
在多项验证中,scTFBridge表现突出——既能帮助科研人员识别不同细胞及疾病模型中的关键调控因子,深入理解疾病发生机制,又能作为“桥梁”连接不同维度的生命数据,为后续开发更具针对性的营养干预策略筑牢技术根基。
深耕科学营养,开启精准营养新纪元
依托“科学营养”战略,汤臣倍健多年来持续构建从宏观人群研究到微观分子机制的全链条精准营养研发体系:将AI算法模型深度融入研发流程,打造精准营养“智能引擎”;覆盖干血斑检测、内稳态健康评估体系、单细胞多组学分析等关键技术,推动营养干预向更早期、更动态、更精细化方向发展。
汤臣倍健营养健康研究院副院长贺瑞坤表示:“此次单细胞水平研究的突破,为我们从细胞层面理解个体差异打开了新窗口,也夯实了开发个性化精准营养方案的技术基础。”
此次单细胞多组学技术的突破,有望为个性化营养素产品的研发、优化与服务升级赋能,推动营养干预正式迈入“一人一策”的细胞级定制阶段。未来,汤臣倍健将继续依托这类创新技术,深化精准营养干预研究,朝着“根据个体基因特征、代谢状态和生活方式量身定制营养方案”的精准营养愿景持续迈进。
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