内容简介

所有成熟的个体都从单个胚胎干细胞发育而来。细胞作为高维复杂系统，是如何实现如此精准的自组织调控？这是生命科学里最吸引人的问题之一。发育过程涉及到多种形式的细胞态转化，同时细胞态转化也广泛发生于其他生理过程，比如癌症转移。随着技术手段进步和实验数据的积累，定量化研究细胞态转化过程逐步成为可能，但也有更多重要的问题涌现出来，比如：

• 细胞态如何定量化

• 细胞态转化的路径

• 不同细胞态转化过程有没有共通的特征

内容大纲

1. 细胞态的定义和单细胞轨迹

2. 细胞态转化的动力学和统计性质

3. 细胞态转化的流形分析

核心概念

细胞态转化 Cell phenotype transition

临界状态 Critical state

阻挫 Frustration

流形 Manifold

主讲人

参与方式

斑图链接：https://pattern.swarma.org/mobile/study_group_issue/751?from=wechat

参考文献

1.Weikang Wang et. al Live cell imaging and analysis reveal cell phenotypic transition dynamics inherently missing in snapshot data, Science Advances, 4 Sep 2020

2.Weikang Wang, Dante Poe, Yaxuan Yang, Thomas Hyatt, Jianhua Xing, Epithelial-to-mesenchymal transition proceeds through directional destabilization of multidimensional attractor, eLife 2022;

3.Weikang Wang, Ke Ni, Dante Poe, Jianhua Xing, Transiently increased coordination in gene regulation during cell phenotypic transitions, PRX Life, 2024.

4.Huang M, Ying J, Wang Y, Zhou H, Zhang L, Wang W. Geometric Quantification of Cell Phenotype Transition Manifolds with Information Geometry, bioRxiv, 2024.

在生物学中心法则的起点，基因作为生命复杂系统的遗传信息载体，在生命周期内稳定存在；而位于中心法则末端的蛋白质，其组织构成和时空变化的复杂性呈指数式增长。随着分子生物学数十年来的突飞猛进，尤其是生命组学（基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等的集合）等领域的日新月异，当代生命科学临近爆发的边缘。如此海量的数据如何帮助我们揭示宇宙中最复杂的物质系统——“人体”的构成原理和设计原理？阐释人类发育、衰老和重大疾病的发生机制？

集智俱乐部联合西湖大学理学院及交叉科学中心讲席教授汤雷翰，国家蛋白质科学中心（北京）副研究员常乘、李杨，香港浸会大学助理教授唐乾元，北京大学前沿交叉学科研究院研究员林一瀚，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心博士后唐诗婕，共同发起「生命复杂性：生命复杂系统的构成原理」读书会，从微观细胞尺度、介观组织器官尺度到宏观人体尺度，梳理生命科学领域中的重要问题及重要数据，由生物学家提问，希望促进统计物理、机器学习方法研究者和生命科学研究者之间的深度交流，建立跨学科合作关系，激发新的研究思路和合作项目。读书会从2024年8月6日开始，每周二晚19:00-21:00进行，持续时间预计10-12周。欢迎对这个生命科学、物理学、计算机科学、复杂系统科学深度交叉的前沿领域感兴趣的朋友加入！

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