次日演讲内容简介科学bull亚洲生

11月5日，星期二（第二天）

第三节疾病建模

杨璐菡，启函生物

杨博士是启函生物的首席执行官，eGenesis公司的联合创始人和首席科学官。杨博士目前正带领两家公司为异种移植的研发做出不懈努力。这两家公司正在用一个独一无二的、多功能的基因编辑平台来开发与人类相容的器官、组织和细胞，彻底改变移植领域。

杨博士领导了一个世界级的基因组工程团队，利用最新的基因编辑技术，通过重振异种移植领域，提供将移植应用于其他领域（如细胞治疗）的潜力，解决全球器官危机。她之前开发了用于哺乳动物细胞的高度可编程的基因组工程工具CRISPR/Cas9，并开创了第一个在组织水平上模拟人类疾病的等基因人类干细胞系。她被哈佛大学授予理查德赫恩斯坦奖（年），《福布斯》杂志评为科学与医疗领域的“30岁以下30人”（年），彭博社评为“彭博50人”（年），被世界经济论坛（年）评为“全球年轻领袖”，被《商业内幕》（年）评为“40岁以下30人”。杨博士拥有北京大学生物学和心理学学士学位，哈佛医学院人类生物学和转化医学博士学位。

利用CRISPR-Cas基因组编辑技术将异种移植转化到临床

杨璐菡

异种移植是缓解人类移植器官短缺的有效途径。猪与人的免疫相容性和猪内源性逆转录病毒（PERVs）跨物种传播的风险，阻碍了该方法的临床应用。用CRISPR-Cas9灭活猪原代细胞系中的所有PERV，并通过体细胞核移植产生PERV灭活猪。

我们的研究强调了PERV灭活对防止跨物种病毒传播的价值，并证明了PERV灭活动物的成功生产解决了临床异种移植中的安全问题。利用我们的基因组编辑平台，并在PERV灭活猪的背景下，我们正在创建具有先进的免疫修饰，以解决免疫和功能相容性问题的猪。

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李伟，中国科学院动物研究所

李伟博士是中国科学院动物研究所首席研究员，干细胞与生殖生物学国家重点实验室副主任。他于年获得武汉大学学士学位，年获得中国科学院博士学位。他在《自然》、《细胞》、《自然生物技术》等声誉卓著的期刊上发表了70多篇科学论文，并获得了多项奖项和荣誉，如日本实验动物科学协会国际奖、中国科学院杰出科技成就奖、“万人计划”青年拔尖人才。他的实验室目前的兴趣包括:(i)哺乳动物基因组工程技术和合成生物学的发展。(ii)解剖生殖和再生相关表型的遗传和表观遗传基础。(iii)基因治疗的临床应用。?

通过“失衡”平衡胚胎发育

李伟

不平衡等位基因表达已被广泛观察到，并在哺乳动物的发育和疾病进展中发挥重要作用。它是如何建立、管理和运作的，还有待探索。在这里，通过结合单倍体干细胞和基因组编辑技术，我们确定了跨越哺乳动物同性生殖障碍所必需的印记相关因素，然后建立了一种单性生殖方法，用于生产正常生长的双体小鼠和活体双体小鼠。我们还鉴定了克隆小鼠中异常表达的非典型印记基因，这种基因在获救后可显著提高动物克隆效率达14%。

邓宏魁，北京大学

邓宏魁在武汉大学获得细胞生物学学士学位，在洛杉矶加州大学获得免疫学博士学位。

邓教授年到年间在纽约大学医学院Skirball研究所，与丹?里特曼（DanR.Littman）一起任AaronDiamond博士后研究员。其间，他发现了为HIV进入细胞负责的主要共受体。年至年，他在Viacell公司担任分子生物学主任，研究人类造血干细胞的体外扩增。邓宏魁于年获得著名的长江学者奖励，并在年成为北京大学教授。年起任北京大学干细胞研究中心主任。

邓教授的研究重点是人体多能干细胞的体细胞重编程和谱系特异性分化。他的实验室还探索了控制细胞命运和功能的化学生物学方法。他的小组是第一个公布用化学方法诱导多能干细胞的小组。邓教授曾获谭家珍生命科学奖、吴洁平——保罗?杨森医疗制药奖等多项奖项和荣誉。他还供职于多个编辑委员会，包括《细胞》、《细胞?干细胞》、《干细胞报告》和《细胞研究》。邓教授于年当选为ISSCR董事会成员，并于年连任。

使用化学方法重编程表观基因组并生成所需的功能细胞

邓宏魁

细胞命运调控是生物学中的一个基础问题，在新的疾病模型开发、药物筛选和细胞治疗中具有巨大的应用潜力。近年来，我们一直在开发完全利用小分子来指导细胞命运转换的化学方法，从而允许产生多种细胞类型，包括扩展的多能干细胞和功能谱系，如肝细胞和神经元。化学方法是一种非整合的方法来调节表观基因组，并且是多用途的，因为它以协同的方式提供分子靶点的时空编排，这是操纵细胞命运的简单方法，有利于临床翻译。

最近，我们采用这种方法来促进分化细胞的功能成熟和维持。我们已经能够在体外产生大量有能力的人肝细胞。这些细胞与新近分离的原代人肝细胞高度相似，在功能上与之竞争，用于一系列体外应用，包括药物代谢活性、毒性预测和乙型肝炎病毒感染模型。此外，为了将这些细胞应用于急性肝衰竭的治疗，我们开发了一种新型的生物人工肝系统，该系统在使用大型动物模型进行临床前研究中显示出了很高的疗效。

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王红梅，中国科学院动物研究所

王红梅博士，中国科学院动物研究所教授。王博士还担任中科院干细胞与再生创新研究院副院长。王博士在北京师范大学获得生物学学士学位和细胞生物学硕士学位，在中国科学院动物研究所生殖生物学国家重点实验室获得生殖生理学博士学位，并在渥太华健康研究所本杰明?曾博士实验室完成博士后培训。王博士现在是生殖生物学国家重点实验室的教授和“国家杰出青年科学基金”的获得者。她在生殖和发育生物学领域工作，在胚胎植入、胎盘形成和卵巢卵泡发育领域发表了50多篇同行评议论文。王实验室正在研究胎盘发育的分子机制，特别是上皮-间质转化、滋养层谱系的侵袭/迁移和合胞化以及与胎盘形成相关的疾病，如胎儿生长受限、先兆子痫和葡萄胎。

揭示灵长类动物如何形成的秘密

王红梅

胚胎的精细发育是成功植入和健康婴儿出生的先决条件。胚胎发育失调可能导致不利的妊娠结局，如流产和出生缺陷婴儿的出生。通过将猴胚胎和人类胚胎的体外培养模型与胚胎外胎盘研究的成熟平台(包括各种滋养层细胞融合/侵袭/迁移模型、滋养层干细胞、活细胞成像、组织清除、高通量蛋白质组学、单细胞核糖核酸序列等)结合起来，我们竭尽全力试图破译灵长类胚胎是如何发育的隐藏秘密，以及胚胎外组织在支持妊娠不同阶段的胚胎中的作用。

第四节单细胞技术

谢晓亮，北京大学

谢晓亮教授是国际著名的生物物理化学家，北京大学李兆基教授。在太平洋西北国家实验室工作后，他成为中国改革以来赴美中国学者中的第一位哈佛大学终身教授。

作为单分子生物物理化学、相干拉曼散射显微镜和单细胞基因组学的领头人，他为这些领域的出现做出了重大贡献。特别是，他在单细胞基因组学方面的发明被用于体外受精，通过避免单基因疾病传播给新生儿，使中国数百对夫妇受益。谢教授当选为美国国家科学院院士、美国国家医学院院士，中国科学院外籍院士。他还两次荣获美国国立卫生研究院院长先锋奖、美国能源部劳伦斯奖、奥尔巴尼医学和生物医学研究奖、邱士理科技奖等多项殊荣。

解码人类功能基因组

谢晓亮

年人类基因组草案首次发布时，遗传学家埃里克?兰德（EricLander）评论说，“人类基因组，买了这本书，很难读”——我们根本没有语法或索引能用来理解它的功能。

现在我们可以得到一个特定个体的人类基因组，甚至一个个体的单个细胞，只要不到美元。一个个体的每个细胞基本上都有相同的基因组，但它们在每个组织中执行完全不同的功能。单细胞基因组学的出现使我们能够测定单个人类细胞的转录组、甲基组和开放的染色体位点，从而使我们能够以前所未有的方式对细胞类型进行分类。人类细胞图谱（HCA）的国际项目主要基于对异质人类组织的单细胞分析，旨在提供人类细胞类型的目录。

然而，除了HCA的细胞分型之外，令人不得不面对的挑战是解码人类功能基因组，即理解基于人类基因组的细胞功能。基因表达和调控、细胞分化和发育等过程与染色质结构和调控网络有关，转录因子（TF）对染色质结构和调控网络至关重要。

在细菌中，转录因子就像一把钥匙，可以把特定基因在一个独特的基因组位点上的表达打开和关闭。总而言之，在真核生物中，转录因子通常大小相似，在更大的基因组中没有一个独特的结合位点。人类只有约个转录因子，控制着约0个基因。基因调控的特异性是通过几个转录因子的组合结合来实现的，这些转录因子的作用就像一串钥匙来打开和关闭一个特定的基因。然而，由于技术上的困难，我们对于如何选择和组织这些钥匙知之甚少。

近年来，本实验室在三个相关领域取得了技术进展：（1）单倍体人细胞高分辨率三维基因组结构的测定；（2）通过发现存在蛋白质相互作用的相关基因模块，探索基因调控网络；（3）全基因组定位转录因子协同相关共域化（TF3C）。我们现在能够通过这些新的单细胞基因组数据解码人类功能基因组。

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汤富酬，北京大学

汤富酬博士，北京大学生命科学学院生物影像学教授。他还是北京基因组学先进创新中心（ICG）副主任。年，他在北京大学设立了自己的实验室，担任首席研究员。

汤富酬博士的实验室专注于人类早期胚胎发育和生殖系发育过程中基因表达网络的表观遗传调控（Cell，；Nature，；CellStemCell，；Cell，；Science，；Nature，；CellStemCell，a，b，c；NatureGenetics，；Nature，；NatureCellBiology，a，b；细胞干细胞，年）。他的实验室还研究了结直肠癌的细胞异质性（Science，）。他的实验室开创了单细胞测序领域，系统地开发了一系列单细胞功能基因组测序技术[SCRRBS（基因组研究，）；SCmicrofluidicseq（PNAS，）；Superseq（基因组生物学，）；SCtrioseq（细胞研究，）；SCcleverseq（细胞干细胞，b）；SCcoolseq（细胞研究，Seq先生（科学公报，年）]。他的作品被引用多次。他的部分工作被评为年和年中国十大科技进步奖。他是《基因组生物学》和《开放生物学》的编委。他应邀在基因组生物学与技术进展（AGBT）、国际干细胞研究学会（ISSCR）、国际人类遗传学大会（ICHG）、Gordon会议、人类细胞图谱（HCA）等会议上作演讲，并于年和年组织了冷泉港亚洲单细胞基因组前沿会议。

重建人类早期胚胎的转录组和DNA甲基组图谱

汤富酬

植入着床是哺乳动物胚胎发生过程中的一个里程碑事件。植入失败是人类早孕失败的一个重要原因。由于在体内植入后很难早期获得人类胚胎，基因调控网络和表观遗传学机制如何控制植入过程仍不清楚。我们将人胚胎植入后体外培养系统与单细胞多组分测序技术相结合，对65例人胚胎植入前后的余个细胞进行了系统分析。转录组数据的无监督降维和聚类算法显示了外胚层、原始内胚层和滋养外胚层谱系的逐步植入路径，这表明为在植入过程中正确建立母子关系做好了充分准备。

通过分析x染色体连锁基因在着床过程中的亲本等位基因特异性表达，发现雌性胚胎开始出现随机x染色体失活。值得注意的是，利用单细胞三组学测序分析，在着床过程中，原始内胚层细胞系的基因组重甲基化比表胚层和滋养外胚层细胞系的基因组重甲基化慢得多，这表明，尽管外胚层和原始内胚层的DNA甲基部分都来源于内细胞团，但它们有明显的重建特征。总的来说，我们的工作提供了对调控人类胚胎植入的复杂分子机制的洞察，并有助于推进未来理解早期胚胎发育和生殖医学的努力。

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陈玲玲，中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所

陈玲玲于年至年与戈登卡迈克尔在美国康州健康中心进行生物医学博士和博士后工作。年，她还获得了康州大学商学院管理学MBA学位，年升任康州大学助理教授。年，陈玲玲以独立研究员的身份进入中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所，年晋升为高级研究员。她于年被选为霍华德休斯医学院（HHMI）国际研究学者。

陈教授主要研究长非编码RNA（lncRNAs），这是一类在基因表达网络中作为重要调节因子出现的RNA分子。她的团队开创了研究非多聚腺苷核酸的方法，发现了广泛表达的与snoRNA相关的lncRNA和环状RNA。除了对其不寻常的生物发生途径的描述外，她的研究小组发现，Prader-Willi综合征患者中明显缺乏一些sno-lncRNA，而圆形RNAs参与先天免疫调节，并与自身免疫性疾病系统性红斑狼疮有关。她的研究小组现在继续努力阐明这些非传统调节性RNA在不同细胞环境和相关人类疾病中的生物起源和功能。陈教授是几家期刊的编辑委员会成员：GenomeBiol、MobileDNA、RNA、RNABiol、TranscriptionandTrendsGenet；作为组织者，包括RNA生物学CSHA（/）、RNA学会年会（）、监管RNACSHL（）和非编码RNAKeystone研讨会（）。曾获中国生物研究学会青年研究员、亚太分子生物学网络青年研究员、中国科学院欧莱雅中国科学与青年研究员奖等多项殊荣。

链接环状RNA的加工与功能

陈玲玲

长非编码RNA（lncRNAs）是基因表达网络中的一种新的调控因子，具有多种形状和大小。许多lncRNA被RNA聚合酶II转录，并像mRNA一样被封端、聚腺苷酸化和剪接。

通过发展全基因组发现和鉴定非多聚腺苷酸RNA的方法，我们已经鉴定出几种格式出乎意料的RNA物种。这些RNA是通过不寻常的RNA处理途径从长的原始转录物中获得的，并通过不同的机制稳定下来，包括在末端用小核仁RNA（snoRNA）-蛋白质（snoRNP）复合物封顶或形成环状结构。我们已经证明，一些RNA参与了基因调控，并与人类疾病如Prader-Willi综合征和自身免疫性疾病系统性红斑狼疮有关。

我们最近的发现是关于一种由真核生物中数千个基因外显子的前RNA反剪接产生的环状RNA的生物源、功能和潜在应用。我将对此进行讨论。

理查德?杨RichardA.Young，美国麻省理工学院，怀特海德研究所

理查德?杨是美国麻省理工学院及怀特海德研究所的教授。杨博士研究健康和疾病中的基因调控。他曾担任世界卫生组织、国家卫生研究院和多种科学协会和期刊的顾问。

杨博士的荣誉包括美国国家科学院院士及医学院院士，还被《科学美国人》评为科学、技术和商业领域的前50名领导者之一。他创立了生物技术和制药行业的公司并为业内公司提供咨询，目前任职于SyrosPharmaceuticals、Camp4Therapeutics、OmegaTherapeutics和DewpointTherapeutics的董事会。杨博士也是一名飞行员，持有商业飞行员执照。

理查德?杨拥有耶鲁大学博士学位。

关于生物学和医学领域中生物分子凝聚物的新见解

理查德?杨RichardA.Young

DNA、RNA和蛋白质是活细胞的重要聚合物。聚合物的物理化学性质包括通过相分离形成冷凝液。在相分离过程中，大量弱相互作用产生的力。生物分子凝聚体具有突现性质，有助于解释生物学家长期以来在各个领域提出的许多难题。我将描述我们对生物学中相分离凝聚物的新认识，讨论它们如何影响疾病的研究，并解释它们如何改变药物发现和开发的过程。

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