第28期PI学术交流会

解析多细胞生物发育过程中的细胞命运决定规律与机制是发育生物学的核心科学问题。当前,基于单细胞转录组测序(single-cell RNA-seq)数据构建细胞分化图谱是解码细胞命运决定过程最有效的手段。然而,单细胞转录组数据只能构建静态细胞图谱或伪时间分化轨迹,无法真实还原高度动态和复杂的细胞分化过程。近年来,基于DNA条形码的单细胞谱系追踪技术为解析动态分化轨迹提供了全新的思路;然而,如何联合单细胞转录组和谱系追踪数据、准确推断动态发育轨迹是计算生物学面临的一项重大挑战。受到演化遗传学原理启发,近期我们提出了一种基因表达时钟模型,利用耦合谱系信息的单细胞转录组数据,计算基因表达变化速度及速度矢量场,该矢量场反应了各个细胞逆时回溯祖先细胞的整个过程,从而高精度地还原动态细胞分化轨迹。我们的方法在不同类型的仿真和真实单细胞数据(线虫或小鼠胚胎发育及肿瘤)中都能准确推断复杂细胞分化过程。因此,我们相信该新方法将为发育生物学和肿瘤演化的定量解析提供新的有力手段。


胡政,中科院深圳先进院合成生物学研究所研究员,定量合成生物学中心副主任。实验室致力于体细胞演化、癌症基因组和计算生物学等方面的研究,主要运用多组学数据整合、单细胞谱系追踪技术和定量模型解析体细胞和肿瘤细胞的微进化规律与机制。入选国家重点人才工程(青年)、中科院百人计划(择优)、广东省杰出青年基金等人才项目,主持国家重点研发(课题负责人)等项目。目前担任National Science Review杂志青年编委。近年来,第一作者/通讯作者(含共同)论文发表于Nature Genetics(3篇), PNAS, Molecular Biology and Evolution, Nature Communications等期刊。