CGM第585期：解析基因调控网络与细胞动态

尽管不同细胞类型均源自相同的DNA序列，一个根本性的科学问题仍悬而未决：细胞如何从同一遗传物质出发，建立起功能上的异质性？进一步而言，若能阐明其背后的基本原理，这一认识能否指导我们有目的地设计具有特定表型的细胞命运？在本次报告中，我将细胞命运的功能表征与基因调控网络（GRN）相关联，并概述"虚拟细胞"这一基本概念框架。首先，我将介绍如何基于单细胞基因组数据，综合运用矩阵分解与格兰杰因果性方法重建基因调控网络。继而，我将阐述将基因调控与RNA动力学相整合以识别潜在驱动因子的策略，并以精子发生过程为例说明其应用。最后，我将介绍RegVelo——一种将基因调控与细胞命运决定无缝衔接的深度生成模型。与此同时，我还将呈现一种利用hUSI将转录组特征与细胞衰老相关联的方法，以强调在分子层之上构建表型空间的重要意义。综上所述，我们的总体目标是构建一个具有可解释性的虚拟细胞模型，以期为解析细胞命运决定机制提供有力工具。