人类细胞基因表达调控的形态学图谱解析及功能网络新发现

来自JUMP Cell Painting Consortium的研究人员通过大规模扰动人类U-2 OS细胞中约75%的蛋白编码基因（包括12,609个基因过表达和7,975个CRISPR-Cas9敲除），构建了包含13.6万次化学与遗传干预的单细胞形态图谱。该研究通过严谨的数据处理消除技术偏差，揭示了线粒体功能、癌症和神经过程等新型基因功能簇，为探索基因互作和未知功能提供了宝贵资源。

　　

这份形态学图谱揭示了人类细胞中基因表达异常（包括低表达与过表达）的全局影响。通过联合形态特征分析计划（JUMP Cell Painting Consortium）的系统性研究，科学家们对人类骨肉瘤细胞系（U-2 OS）进行了大规模扰动实验：利用开放阅读框（ORF）过表达12,609个基因，同时采用CRISPR-Cas9技术敲除7,975个基因，累计完成13.6万次化学与遗传干预。

研究团队通过优化数据处理流程有效降低了技术噪声，验证了该数据库在揭示基因功能网络方面的可靠性。表型特征分析不仅重现了已知的生物学通路，更发现了与线粒体功能、肿瘤发生和神经活动相关的新颖基因集群。这些单细胞水平的形态特征（Cell Painting）数据为解析基因互作关系、挖掘潜在生物学功能提供了前所未有的研究维度。