【科研进展】动物研究所合作建立细胞谱系景观数据库

  细胞谱系形成和转化在哺乳动物整个生命周期中经历了复杂的转录和表观遗传改变。深入研究谱系分化、维持和退变有助于全面了解器官发育、稳态、衰老和疾病等重要生物学过程。随着高精度多组学技术的迅猛发展,针对人类和小鼠等模式生物的谱系相关研究已产生海量数据;建立相关的数据资源平台用以存储、管理和整合多组学数据已成为迫切需求。

  2022年10月28日,中国科学院动物研究所刘光慧研究组、中国科学院计算机网络信息中心周园春研究组、中国科学院动物研究所曲静研究组和北京基因组研究所(国家生物信息中心)张维绮研究组合作在Nucleic Acids Research杂志发表论文“Lineage Landscape: a comprehensive database that records lineage commitment across specie”,建立了细胞多谱系全景数据库“Lineage Landscape(LL)”,从转录组、单细胞转录组、表观基因组等不同层面的数据集,捕捉了人类和经典模式生物等10余个物种从胚胎、胎儿、成人到老年阶段细胞谱系的变化,实现了不同条件下基因表达改变的汇聚融合。

  Lineage Landscape数据库实现了对细胞谱系不同层次、不同时期的多维组学数据的收录和整合。用户可以方便地访问并查询兴趣基因在不同物种、不同发育阶段的变化。总体而言,Lineage Landscape收集了超过660万个细胞的数据,包括1500万个差异表达基因条目信息。数据库将不断更新和整合不同组学层次的高质量数据集,从而为相关研究领域提供宝贵的资源。此外,团队于2020年建立了Aging Atlas(AA)数据库,于2021年建立了Regeneration Roadmap(RR)数据库。这些数据库迄今已服务来自全球75个国家的16万名访问者。Lineage Landscape (LL)、Aging Atlas (AA)和Regeneration Roadmap (RR) 三个姊妹库将形成资源互补,共同推动发育、衰老和再生生物学的学科发展。

  该数据库由中国科学院动物研究所、北京干细胞与再生医学研究院、中国科学院计算机网络信息中心、中国科学院干细胞与再生医学科学数据中心、中国科学院数据总中心、中国科学院北京基因组所、首都医科大学宣武医院国家老年疾病临床研究中心等机构合作完成。中国科学院动物研究所刘光慧研究员、中国科学院计算机网络信息中心周园春研究员、中国科学院动物研究所曲静研究员和中国科学院北京基因组研究所张维绮研究员为共同通讯作者。首都医科大学博士研究生燕浩腾、中国科学院计算机网络信息中心助理工程师王容昊、中国科学院动物研究所、北京干细胞与再生医学研究院“致一”研究员马帅、中国科学院计算机网络信息中心工程师黄道然、首都医科大学宣武医院国家老年疾病临床研究中心研究员王思、中国科学院北京基因组研究所研究员任捷为共同第一作者。此外,数据库建设也得到了中国科学院计算机网络信息中心高级工程师陈昕和高级工程师路长发的支持。

  文章链接:https://t.cn/A6oHR5n7

  数据库(LL)链接:https://t.cn/A6oHR5nZ

  数据库(AA)链接:https://t.cn/A6xuthEX

  数据库(RR)链接:https://t.cn/A6M9hfla

阅读原文:https://t.cn/A6oHR5nw

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今天读了一篇挺有意思的文章,作者是LSE的心理学教授,对于人类意识这种现象有了一些新的理解(文章在aeon点co上,封面图如下)。

文章一开始在讲盲视(blindsight),科学家通过研究发现一些视觉皮层受损的人,虽然自己什么都看不见,但是却可以完成一些必须借助视觉才能完成的任务。盲视现象的存在,有可能是因为人的大脑里有两套视觉系统,较为高级的视觉皮层和较为原始的初级视皮层。当高级视觉系统受损以后,人在主观上就觉得自己看不见了,但由于初级视皮层还在发挥作用,所以在意识层面之外,人类依然是在接收视觉信号并且可以做出反应的。

这两个层级的划分,其实指向了人类感知的一个重要区分:感觉(sensation)和感知(perception)。作者认为感知是我们对外部物理世界的感官输入,比如事物的颜色、温度、硬度等等,而感觉是我们在感知到外部世界时,觉察到自己身体的反应和主观体验,比如红色令人兴奋,比如高温令人恐惧等等。

人类的意识能够赋予简单的外部世界以丰富的主观体验和感受,所以关于人类意识一直以来存在着一个疑难问题:我们的物理大脑是如何创造出超越物理世界的体验的。明明你看到的就是一些简单的物理属性,但为什么你会对这些属性产生比如壮阔、优美、惊恐、温柔等等主观体验。这些体验是哪里来的?

作者认为在进化过程中,一开始生物只需要拥有感知系统,并且对环境做出趋利避害的反应就够了,但是当物种进化到更为复杂的程度后,就不仅仅需要对当下的利害做出反应,也需要有更复杂的记忆和决策体系。

打个比方,你被狗咬了,伤口的疼痛会让你在当下逃离这条狗,这是基于感知的反射式反应。但一个更复杂有效的反应机制是你看到狗的时候,就会注意到自己身体有点紧张和害怕,这样你就可以提前避开狗,而不是被咬了才知道厉害。从生存角度来说,拥有这种认知功能显然是更占优势的。

所以作者认为更为高级的生物实际上是将原始的行为反应内化了。用初级视皮层看见外界的人,只是完成了看见这个行为,但是更高级的视觉皮层还让我们能够感觉到自己是有视觉的,我们正在进行“看见”这个行为,以及当我们看见的时候会有怎样的体验。甚至在我们闭上眼睛,关闭视觉输入的时候,我们依然能在脑海里模拟自己看见了什么的过程。

换个更简单的说法,相比于只能盲视的人,视力健全的人会对自己的视力有一种拥有感(ownership)。只能盲视的人不认为视觉和自己有什么太大关系,但健视的人会赋予视觉特定的主观意义。

文章写到这里就结束了,不过我沿着这个思路往下想,觉得这似乎解释了意识的功能。

人类的感知系统超级复杂,随时都在接收各种感官输入。面对海量数据,我们如何判断信息的重要程度呢?我们如何知道对这些复杂的信息要分别做出怎样的反应呢?意识有可能就是一种组织、整理和处理这些信息的机制。

比如你看着一片树林,可以看到树叶、树枝、杂草、石头等各种物体,但是你对于树上的红苹果尤为关注。为什么呢?红的颜色,叫做苹果的水果,在其物理属性之上都有一层额外的含义,让我们的身体和情绪产生了不一样的反应,就像是我们的意识帮我们highlight出了万物当中的一个点。

意识让我们感觉到所有的感知都属于自己,是重要的,因此我们才有了价值判断的能力。意识赋予了这个冰冷、无情的宇宙一些有温度。当我们感知到美和伟大的时候,真正了不起的是我们的意识。

所以才有那个很鸡汤的说法:每个人都是个奇迹。确实是,数亿年进化演变到了今天这样,真是不可思议。


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