细胞动力学读书会 | 第一期：数据驱动的细胞动力学

导语

细胞状态转化的调控与动力学是生命科学中的一个基本问题，长期以来一直借助动力系统理论进行研究。本期读书会为细胞动力学读书会第一期，中国科学院理论物理研究所副研究员王维康将在本期回顾从单细胞数据中推断动力学的方法，并介绍基于Fisher 信息研究单细胞转化动力学的框架。

集智俱乐部联合北京师范大学大学教授李辉，中科院理论物理学所副研究员王维康、西湖大学生命科学学院博士后韦晓慧以及烛龙（上海）生物医药科技有限公司王艳博士共同发起「」，尝试从单细胞数据中重构细胞的动力学，把状态分布转化为演化过程，把相关性推进到机制假说；通过分享经典文献与最新研究进展，希望在数据、模型和生物过程间，建立起一种可以反复检验、不断验证的动态关系。

报告简介

我们正处在一个奇怪的阶段：单细胞测序、时空转录组和高通量成像让我们前所未有地“看见”了细胞，但我们仍然很难回答一个看似简单但更为根本的问题-细胞状态是如何随时间演化的？大量实验给出的是一张张离散的细胞“快照”：不同时间点的细胞，不同条件下的状态分布，看似连续实际断裂的数据切片。然而，真正的生物过程-分化、命运定向、应激响应、重编程-却发生在时间之中。

细胞状态转化的调控与动力学是生命科学中的一个基本问题，长期以来一直借助动力系统理论进行研究。在机制驱动建模研究中，难点在于获取足量的定量信息以约束模型参数。随着定量实验方法特别是高通量单细胞技术的进步，从定量单细胞数据中重构细胞系统动力学展现出巨大的潜力。

本次报告将回顾从单细胞数据中推断动力学的方法，并介绍基于Fisher 信息研究单细胞转化动力学的框架。

分享大纲

1 细胞状态转化的动力学研究

2 单细胞测序和数据驱动的细胞动力学研究

3 基于Fisher信息的细胞状态转化研究

核心概念

数据驱动，单细胞测序，临界点，Fisher信息

主讲人介绍

主讲人：王维康，中国科学院理论物理研究所副研究员。2009年和2015年在北京大学物理学院获得学士和博士学位，随后在匹兹堡大学计算和系统生物学系从事博士后研究工作，2022年入职理论物理所。研究领域包括生物物理、计算和系统生物学。目前的研究兴趣包括细胞态转化的动力学，发展机器学习方法分析基因调控网络，基于自旋玻璃模型研究基因调控网络和神经网络的统计物理性质。

参考文献

1. RNA velocity of single cells, Gioele La Manno et. al, Nature 2018

2. Mapping transcriptomic vector fields of single cells, Xiaojie Qiu et. al, Cell, 2022

3. Diffusion pseudotime robustly reconstructs lineage branching, Laleh Haghverdi et.al Nature Methods , 2016

时间信息

2026年2月6日（周五）晚19:30-21:30，腾讯会议线上进行，微信视频号+集智俱乐部B站号同步直播，感兴趣的朋友扫码报名加入细胞动力学读书会后，可进入学员群进行交流。

报名读书会：

「细胞动力学:基因网络、群细胞、组织形态与发育」

由李辉、王维康、韦晓慧三位学者及王艳博士共同发起，并沿两条主线展开：一是探讨细胞命运、多稳态等理论核心；二是结合单细胞测序、时序推断等方法，学习如何将静态数据转化为动态模型。

中将融合物理学、复杂科学与系统生物学，从Waddington景观、自组织临界，到反应-扩散模型与类器官实验，绘制一幅理解细胞命运与群体动力学的连贯地图。

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