单细胞虚拟基因敲除（Virtual Gene Knockout）基于 scTenifoldKnk 算法，仅利用单细胞 RNA-seq 的基因表达 count 矩阵，即可在计算层面模拟目标基因敲除后可能引起的基因调控网络扰动。该方法首先对细胞进行多次随机下采样，分别构建多个基因调控网络（Gene Regulatory Network，GRN），并通过张量分解进行整合与去噪，从而获得更加稳定、鲁棒的基因调控网络。随后，通过移除目标基因在网络中的调控关联，构建对应的虚拟敲除网络。最后，利用拟流形比对方法比较敲除前后各基因局部网络结构的变化，计算基因扰动距离及其统计显著性，从而识别可能受到目标基因扰动影响的下游调控基因。通过该方法，无需实际开展基因敲除实验，即可从基因调控网络层面预测目标基因缺失可能引发的分子调控变化，并筛选潜在的关键下游响应基因。
单细胞虚拟基因敲除适用于难以直接开展基因敲除实验，或需要在实验验证前对候选基因进行优先级筛选的研究场景。例如，可应用于发育与细胞命运决定、免疫调控、肿瘤关键驱动基因识别以及潜在药物靶点评估等研究。通过指定一个或多个目标基因，可预测其虚拟敲除后可能引起的基因调控网络扰动，识别显著受影响的候选下游基因，并进一步结合 GO、KEGG 等功能富集分析，对相关基因及其潜在生物学功能进行系统解析。需要注意的是，单细胞虚拟基因敲除属于基于计算模型的预测分析，因此预测结果无法完全等同于真实基因敲除实验。
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