报告题目：Holimap: an accurate and efficient method for solving stochastic gene network dynamics
报告人：贾晨教授
时间：2024年9月20日 14:30
地点：工科4-638
摘要：Gene-gene interactions are crucial to the control of sub-cellular processes but our understanding of their stochastic dynamics is hindered by the lack of simulation methods that can accurately and efficiently predict how the distributions of gene product numbers for each gene vary across parameter space. To overcome these difficulties, here we present Holimap (high-order linear-mapping approximation), an approach that approximates the protein or mRNA number distributions of a complex gene regulatory network by the distributions of a much simpler reaction system. We demonstrate Holimap's computational advantages over conventional methods by applying it to predict the stochastic time-dependent dynamics of various gene networks, including transcriptional networks ranging from simple autoregulatory loops to complex randomly connected networks, post-transcriptional networks, and post-translational networks. Holimap is ideally suited to study how the intricate network of gene-gene interactions results in precise coordination and control of gene expression.
贾晨，特聘研究员，博士生导师，国家海外高层次青年人才。于北京大学数学科学学院先后取得学士学位与博士学位，后赴美分别在德克萨斯大学达拉斯分校与韦恩州立大学做博士后，2019年回国并入职北京计算科学研究中心。主要从事应用数学、数学生命科学、随机过程的研究，利用前沿数学理论发展随机基因调控网络与随机生化反应网络的新型数学理论与高效计算方法。目前任中国运筹学会计算系统生物学分会理事，中国工业与应用数学学会数学生命科学专委会委员，中国生物信息学学会网络生物学专委会委员，中国生物信息学学会算法研究专委会委员。主持国家自然科学基金面上项目，参与国家自然科学基金重点项目。以第一作者或通讯作者发表学术论文50余篇，多项研究发表在Nature子刊、Physical Review X、Cell子刊、SIAM汇刊等相关领域内的权威杂志上。
报告题目：基因转录噪声影响细胞命运抉择的数学刻画
报告人：焦锋教授
时间：2024年9月21日 14:30
地点：工科4-638
报告摘要：关键基因的平均转录水平与细胞命运抉择联系紧密。然而，基于转录水平刻画细胞命运往往是描述性的，更重要的是无法解释转录水平不变时，单细胞层面转录噪声对细胞凋亡、感染HIV细胞激活的显著影响。我们基于细胞命运抉择概率数据和转录分布数据，给出了单细胞层面转录阈值的数学定义，并证明不同阈值条件下转录噪声促进或抑制细胞命运转变的双向作用。作为应用，我们估计了不同环境下酵母细胞凋亡的转录阈值；结合人类T细胞22个HIV整合位点数据，量化并预测不同药物组合对感染HIV细胞激活的协同、弱协同或阻碍效果。
焦锋，教授，博导，广州大学数学与信息科学学院副院长，中国数学会理事，广东省计算数学学会副理事长。主要从事微分方程定性理论方法研究，并应用于基因转录调控及相关数据分析，相关工作在Bioinformatics，Biophysical J.，PLoS Comput. Biol.，SIAM J. Appl. Math.，Phys. Rev. E，J. Differential Equations等刊物发表。主持多项国家自然科学基金，广东省自然科学基金，获评湖南省自然科学奖二等奖、秦元勋青年数学奖。
