Baru -baru ini, sebuah penelitian penting yang diselesaikan oleh tim peneliti interdisipliner Universitas Teknis Munich, Universitas Helmholtz di Munich dan ETH Zurich diterbitkan dalam jurnal Nature. Studi ini mengusulkan kerangka kerja inovatif yang disebut Moscot (transportasi optimal sel tunggal multiomik) dan berhasil merekonstruksi lintasan perkembangan 1,7 juta sel embrionik tikus pada 20 titik waktu. Prestasi ini menandai terobosan besar di bidang genomik sel tunggal dan memberikan perspektif baru untuk memahami proses dinamis pengembangan sel.
Desain kerangka kerja Moscot terinspirasi oleh teori transmisi optimal abad ke -18, yang bertujuan untuk memindahkan objek secara efisien dari satu tempat ke tempat lain. Para peneliti mencapai integrasi data multimodal dengan mengubah pemetaan biologis dan tugas penyelarasan menjadi masalah transmisi yang optimal dan menggunakan serangkaian algoritma yang konsisten untuk menyelesaikan masalah ini. Dibandingkan dengan metode sebelumnya, Moscot tidak hanya meningkatkan skalabilitas komputasi, tetapi juga menyatukan penerapannya di bidang waktu dan ruang, memecahkan beberapa tantangan utama yang saat ini dihadapi dalam genomik sel tunggal.
Metode tradisional seringkali hanya memberikan snapshot sel terbatas dan tidak dapat sepenuhnya memahami perubahan dinamis sel selama pengembangan, kata Dominik Klein, penulis utama penelitian. Melalui Moscot, tim peneliti mampu lebih akurat menggambarkan lintasan perkembangan embrio tikus dan mengungkapkan interaksi sel dalam ruang dan waktu yang berbeda. Sebagai contoh, dalam studi mereka tentang perkembangan pankreas pada tikus, mereka berhasil menggambarkan proses pengembangan sel penghasil hormon dan menemukan NeuroD2, regulator utama dalam sel induk pluripoten yang diinduksi manusia. Temuan ini memberikan perspektif baru untuk memahami mekanisme diabetes yang mendasari.
Selain itu, fitur open source Moscot membuatnya tersedia untuk komunitas penelitian ilmiah yang lebih luas. Tim peneliti berharap untuk menggunakan kerangka kerja ini untuk mempromosikan penelitian mendalam tentang mekanisme penyakit untuk mencapai metode pengobatan yang lebih bertarget. Alat inovatif ini tidak hanya membawa terobosan baru di bidang genomik sel tunggal, tetapi juga membuka jalur baru untuk penelitian biomedis di masa depan.