高効率な画像化トランスクリプトミクスのための圧縮センシング

組織試料の空間的画像化を行う最近の方法では、約100個ものタンパク質またはRNAを単一細胞の分解能で確認することができる。しかし、撮像時間が長いため、そうした方法で研究可能なタンパク質または遺伝子の数には限界がある。今回我々は、細胞と組織の両方での遺伝子発現構造を利用して、空間分解型の遺伝子発現マップを得るのに必要な撮像サイクル数を抑える方法であるCISI（Composite In Situ Imaging）を紹介する。CISIは、遺伝子サブセットの撮像プローブからコンポジット測定で検出される遺伝子モジュールを定める。次に、そのデータを展開し、個々の遺伝子の発現値を復元する。CISIは、スポットレベルの解像度に依存しないことで撮像時間をさらに短縮して、より低い倍率での画像取得を可能とし、全体として効率は既存の方法の約500倍となった。CISIをマウス脳切片12点に応用したところ、180 mm²および47万6276個の細胞をカバーする11回のコンポジット測定から37の遺伝子の空間的存在量が正確に復元された。