摘要：作为近年来快速发展的新兴技术,空间转录组学已经极大地改变了生物和医学多个领域的研究范式.这一技术保留了复杂组织中细胞的空间定位信息,并且以多细胞团、单细胞或亚细胞分辨率进行转录组分析.细胞空间定位信息与其分子特征谱的耦合产生了新型的多模态高通量数据资源,这对高效的数据挖掘分析方法的开发提出了新的挑战.由于生理组织样本的复杂性与技术的局限性,空间转录组数据具有高度的非理想性.其数据结构复杂、信噪比低、稀疏性强且覆盖度不均一,给数据的深度分析和生物学信息的解析带来了一系列挑战,目前许多困难尚未解决.此外,多个技术路线的空间转录组学正在快速迭代发展,需要现有数据分析理论的发展和创新技术工具的开发.本文概述了当前空间转录组数据的常用解析方法,针对不同角度与层面的信息挖掘需求,讨论了现有方法的设计思路与潜在的局限性,并对未来方法学设计的方向和策略进行了展望,以期激发对新的数据分析理论、模型和算法的讨论和开发.

摘要：存在于自然群体中DNA片段的拷贝数变异(copy number variations,CNVs)是基因组结构性差异的常见形式.人们早已意识到它在人群中普遍存在,并设计出多种实验方法对其进行检测和量化.近年来,伴随着实验技术的进步,人群的CNV图谱被不断完善、细化;许多CNVs和疾病的相关性被陆续报道.对复杂疾病的CNV关联研究已成为当前医学遗传学研究的重要内容.本文将总结和关联研究有关的CNV遗传特性,分析CNV与疾病关联研究的进展与问题,并探讨实验设计和数据分析策略.

摘要：合成生物学的迅猛发展使其在各个领域得到了广泛应用,底盘设计、元件组装、代谢网络的从头构建、大片段DNA克隆、多片段DNA拼接等合成生物学技术的开发和利用大大提高了工业生物技术的竞争力.聚羟基脂肪酸酯(PHA)是一种具有生物可降解和生物相容性等优良特性的生物塑料,可以在许多细菌胞内合成,已经被开发应用于多个领域.但是,PHA高昂的生产成本阻碍了其大规模应用.基于合成生物学研究而得到的新方法、新技术可以改变细菌生长模式、生长条件以及细菌形态,从而进一步降低PHA的生产成本.另一方面,通过改造细菌基因组如弱化?-氧化途径可以得到不同种类的重组菌株,用于生产具有不同性能的包括无规共聚物、嵌段共聚物、带有官能团的聚合物等在内的新型多功能PHA材料.合成生物学的应用开创了低成本、高附加值的PHA材料生产的新时代,为PHA的产业化奠定了坚实的基础.

摘要：清华大学谢震研究团队为合成基因线路构建与组装提供了一系列元件和模块，开发了一些新的基因线路的设计策略，开拓了合成生物学在癌症基因治疗、细胞治疗上的应用。

摘要：细胞异质性是生物组织的普遍特征,单细胞测序技术兴起能解决传统测序不能解决的细胞异质性带来的基因组、转录组、蛋白质组水平差异。非编码水平的染色质动态调控对基因转录调节具有重要作用,染色质可及性测序技术为科研人员提供了全基因组范围的染色质开放区域信息。单细胞转录组测序(scRNA-seq)、染色质可及性测序(scATAC-seq)技术首先被应用在动物、人体组织研究,近五年scRNA-seq、scATAC-seq技术开始应用在植物研究中。单细胞水平的高通量测序技术为分析植物细胞异质性图谱提供有力手段。染色质可及性测序是分析染色质开放、关闭区域的重要手段。近年来,上述技术在植物中的应用文献报道呈明显的上升趋势。本文深入探讨了这些新兴技术的原理和方法,以及它们的应用和对植物科学研究的贡献,并对单细胞转录组测序(scRNA-seq)、染色质可及性测序(scATAC-seq)及其联合运用在阐明植物细胞异质性和基因调控复杂机制方面进行全面概述。