数智化育种迎来新“利器”！内蒙古大学开发“3d-OT”空间多组学计算框架

　　记者从内蒙古大学获悉，该校左永春教授团队联合复旦大学原致远研究员近日在《自然》子刊《自然·方法》上发表研究成果，提出“3d-OT”（“数字胚胎与精准医学”空间多组学切片对齐）计算框架。该框架可用于脑图谱绘制、数字胚胎重建和三维器官重建，为解码器官发育、研发数智化育种技术提供新工具。

　　“要理解生命的发育过程，重建数字胚胎，科学家需要将不同发育阶段、不同检测平台获取的组织‘数据切片’‘拼’在一起，就像把一本被打乱的立体相册重新整理成册。”左永春介绍，“然而现有方法往往只能处理单一类型的数据，一旦切片来自不同技术平台或不同实验批次，拼接结果就会严重失真。”

　　针对这一难题，研究团队提出了“3d-OT”的全新计算框架。该框架借鉴三维物体识别领域的“点云”技术，将每个细胞的空间位置和分子特征同时“喂”给计算模型，让程序不仅能读懂细胞“说什么”（分子信息），还能理解细胞“在哪里、长什么形状”（几何信息），从而实现更精准的切片对齐与特征分析。

　　在实际应用中，研究团队利用“3d-OT”对小鼠胚胎第11.5天到第16.5天的空间组学数据进行了连续对齐，成功重建了各器官的时空发育轨迹。尽管心脏与肝脏在发育过程中发生了明显的位置偏移，“3d-OT”仍准确捕捉到了两者的对应发育轨迹，重建结果与已知的生物学规律高度吻合。此外，“真皮肌节分化为肌肉和结缔组织”“肌肉进一步分化为平滑肌”等已知发育事件，也在重建结果中得到了准确还原。这一结果表明，“3d-OT”具备在复杂发育场景下可靠重建三维时空轨迹的能力，为未来解析更精细的器官发生过程奠定了方法学基础。业界认为，该研究将有力赋能辅助生殖领域的优质胚胎智能筛选以及优良经济性状家畜的繁育机制解析与种质创新，服务种业科技自立自强。

　　据悉，该研究获国家自然科学基金、内蒙古自治区“英才兴蒙”创新人才团队项目等资助。

　　草原云·内蒙古新闻网记者：白莲