韩敬东教授做客水木清华生命科学讲座讲述“衰老和发育过程的时序轨迹和异质性研究”

 

  2020年10月29日下午，北京大学定量生物学中心、生命科学中心的韩敬东教授做客“水木清华生命科学讲座”，为师生们做了题为“trajectory and heterogeneity of development and aging”的学术报告。报告在清华大学医学科学楼B323举行，由生命中心PI沈晓骅主持。

图为韩老师讲座现场

  韩老师首先给大家介绍了其课题组的研究兴趣，即通过对不同层面的生物学大数据（如基因组学，表观基因组学，转录组学等）的整合分析生成调控网络，进一步寻找这些调控网络中的关键节点，通过干预这些节点试图对发育或者衰老过程造成影响，进而对抗衰老机制进行研究。

  韩老师分享的其课题组的第一个研究案例是用单细胞RNA-seq的手段、以小鼠胚胎干细胞分化过程为模型研究发育过程中的时序轨迹和异质性。那么如何定义细胞分化的时间节点呢？他们对大量细胞进行转录组分析，生成一个时序轨迹的模型作为单细胞转录组分析的时间点参照。基于此他们发现在细胞分化过程中细胞周期检验点相关基因以及特定的一些发育相关信号通路（BMP, JAK-STAT等）伴随整个分化过程呈现特殊的表达模式，并首次发现控制M phase相关的基因伴随终末分化会被逐渐富集。但是这个案例仅仅是在时序上进行的研究，作为对它的补充，韩老师课题组同时也在小鼠原肠运动过程中进行保留空间信息的单细胞转录组测序，发现了9种不同的基因表达谱，整合单细胞数据可以把这些细胞划分为9种不同的细胞谱系，而且会有祖细胞不同、经过不同发育轨迹最终分化为相同命运细胞的情况。

  接下来韩老师给我们详细讲述了其课题组做的衰老相关的工作。首先他们以线虫为研究对象，研究限制卡路里对其寿命的影响。基于已知的三条代谢通路AAK-2, insulin, mTOR对线虫寿命的影响及其相互作用关系，他们用计算的手段去干扰其中某一个节点（代谢通路的一环）或者同时干扰多个节点模拟得到线虫的寿命，发现同时对三个节点进行小幅度扰动对寿命的延长效果显著优于对其中一个节点进行大幅度扰动，这一观察同时在湿实验中得到验证。衰老相关的第二个工作是利用不同年龄的人类前额叶皮层样本进行RNA-seq和基因富集分析，得到伴随年龄增长上调和下调的基因，上调基因主要与免疫和炎症反应相关，下调基因主要是神经发育和信号通路相关基因。最后一个工作是利用深度学习AI算法，基于人的3D面部图像对人进行年龄（衰老状态）的估计，并根据估计值与实际年龄大小将对象分为slow ager/fast ager，结合他们的生活习惯信息，寻找到影响衰老状态的因素，为抗衰老提供线索。

图为师生认真听讲座

  韩老师的讲座深入浅出，研究内容对人类健康生活和抗衰老有很强的指导意义，在座师生都对讲座内容很感兴趣，讲座过程中有不少同学踊跃提问，韩老师也给予耐心的回答。会后大家纷纷表示受益匪浅，讲座在一片热烈的讨论中结束。

人物简介：

 

  韩敬东教授在艾伯特·爱因斯坦医学院获得博士学位，在洛克菲勒大学和达纳-法伯癌症研究所接受博后训练。 2004年，她成为中国科学院遗传与发育生物学研究所的研究员。在2010-2019年间，她担任CAS-Max Planck计算生物学研究所所长。她于2019年成为北京大学的终身教授。她的研究专注于分子网络的结构和动态预测，结合大规模实验和计算分析来探索网络的设计原理，并寻找复杂的表型（例如衰老，癌症和干细胞发育）是如何通过分子网络调节产生的。她于2006年获得了国家自然科学基金委员会杰出青年科学家奖，并于2009年获得了百人计划杰出成就奖。