AI破解科学最难数学难题正成为新趋势：“Mollifier层”让逆方程求解更稳定
宾夕法尼亚大学的一组工程师推出了一种巧妙的新方法，帮助AI攻克科学中最棘手的难题之一：从可观测的现象反向推导隐藏的原因。这就是逆偏微分方程（Inverse PDEs）的求解，这一挑战长期以来推动着数学和计算的极限。与依靠更强大硬件不同，该团队的方法聚焦于改进底层数学，通过引入所谓的“Mollifier层”，极大降低了噪声和计算成本。为什么逆PDE对科学至关重要偏微分方程是科学建模的支柱，描述系统在空间和时间上如何演化。科学家利用它们研究从天气模式到材料中热量传递，甚至DNA在细胞内如何组织的各种现象。逆PDE走得更远，允许科学家从观测数据出发，反向推导驱动这些观测的隐藏力量。资深作者Vivek Shenoy教授这样比喻：“解决逆问题就像看着池塘里的涟漪，反向推断卵石落在哪里。你能清楚地看到效应，但真正的挑战是推断隐藏的原因。”从1940年代的数学概念到现代AI传统AI系统通过递归自动微分计算导数，但当处理复杂系统和噪声数据时会变......阅读全文
AI破解科学最难数学难题正成为新趋势：“Mollifier层”让逆方程求解更稳定
宾夕法尼亚大学的一组工程师推出了一种巧妙的新方法，帮助AI攻克科学中最棘手的难题之一：从可观测的现象反向推导隐藏的原因。这就是逆偏微分方程（Inverse PDEs）的求解，这一挑战长期以来推动着数学和计算的极限。与依靠更强大硬件不同，该团队的方法聚焦于改进底层数学，通过引入所谓的“Mollifie
染色质，解锁癌症表观遗传学的钥匙
表观遗传学指基因序列不变化的前提下，基因表达发生了可遗传的变化，包括DNA甲基化、染色质改型、基因沉默、RNA编辑、组蛋白修饰（甲基化、乙酰化、磷酸化等）等。其中，染色质改型调控基因表达的过程，涉及多种导致DNA和组蛋白组成变化、染色质构象变化的蛋白质。 众多研究已经证明，染色体畸变和染色质异
Science：表观遗传学实现行为重编程
在佛罗里达木蚁中，大工蚁（majors）和小工蚁（minors）属于两个完全不同的阶级，它们的社会性行为存在很大差异。宾夕法尼亚大学领导的研究团队发现， 这些阶级特异性的社会行为并非一成不变，可以人为地进行表观遗传学重编程。这一重要成果发表在本期的Science杂志上。 表观遗传学修饰可以在不
《科学》推出“表观遗传学”专题
10月29日出版的《科学》杂志刊登专题——《表观遗传学》（Epigenetics）。专题导言文章《什么是表观遗传学》（What Is Epigenetics?）说，多细胞有机体的细胞名义上拥有同样的DNA序列（因而拥有同样的遗传指令系统），但是它们却维持着不同的显型。这种记录了发育和环
巨星陨落！数学家周毓麟院士因病逝世
中国科学院院士、著名数学家、中国工程物理研究院研究员周毓麟，因病医治无效，于2021年3月2日在北京去世，享年98岁。 周毓麟，1923年2月出生于上海，1945年毕业于大同大学数学系。早年从事拓扑学研究，1954年赴莫斯科大学留学，主攻非线性偏微分方程，1957年获物理数学科学副博士学位后
Cell发布表观遗传重要成果
为了将两米长的DNA分子装入到只有几千分之一毫米大小的细胞核中，DNA长片段必须强力地紧密压缩。表观遗传学标记维持着这些称作异染色体的部分。来自马克思普朗克免疫生物学和表观遗传学研究所的科学家们现在进一步发现了异染色质形成必需的两种机制。相关论文发布在近期的《细胞》(Cell)杂志上。 由
2016值得关注的技术：基因组分析深度学习
《Nature Methods》盘点2015年度技术，选出了最受关注的技术成果：单粒子低温电子显微镜（cryo-EM）技术。 除此之外，也整理出了2016年最值得关注的几项技术，分别为：细胞内蛋白标记（Protein labeling in cells）、细胞核结构（Unraveling nuc
谷超豪的数学人生：一生尝尽深奥与抽象
中新网1月11日电 综合报道，今日上午，2009年度国家最高科学技术奖揭晓，中科院院士、知名数学家谷超豪获得殊荣。谷超豪院士从事数学研究活动已60余年，从微分几何到偏微分方程，再从偏微分方程到数学物理，谷超豪的一生尝尽了数学的深奥和抽象。 谷超豪，1926年生，浙江温州人。1948
Nature子刊：表观遗传学调控与小脑发育
渥太华大学的研究团队在Nature Communications杂志上发表文章指出，Snf2h基因能够通过控制染色质的组成形式，对小脑发育产生特殊的影响。小脑是大脑的重要控制中心，与平衡能力、精细运动和复杂的肢体运动有关。 运动员和艺术家们的非凡成就取决于他们的小脑，同样小脑对我们的日常生活也
科学家揭示植物叶片衰老表观遗传学调控新机制
叶片衰老受到严苛的调控过程，是叶片发育的最后阶段。叶片衰老时，叶绿素、核酸、脂类、蛋白质及其它高分子物质会被分解成营养物质，并会重新分配到生长旺盛的器官或贮存器官中。伴随着叶片年龄的增长，大量叶片衰老相关基因会被诱导表达。研究发现很多叶片衰老相关基因的诱导表达与组蛋白第三亚基四号赖氨酸的三甲基化
数学院等调控网络数学建模揭示干细胞分化关键转录因子
近期，国际学术期刊《细胞-干细胞》（Cell Stem Cell）在线发表了由中国科学院数学与系统科学研究院和美国斯坦福大学科研人员合作的干细胞分化的基因调控网络建模成果。这一成果提出了利用匹配的基因表达和染色质可及性数据刻画转录因子和调控元件结合调控下游基因表达的数学模型，构建了描绘细胞状态转
武汉物数所召开武汉偏微分方程研讨会
10月29日武汉物数所召开了“武汉偏微分方程研讨会”，来自武汉大学、华中师范大学、武汉物数所等单位的偏微分方程领域的专家教授及研究生共70多名代表参加了此次研讨会。 “武汉偏微分方程研讨会”是由武汉大学、武汉物数所、华中师范大学共同发起，旨在交流偏微分方程理论与应用方面的最新进展
GenesDev：延长寿命的新途径
通过酵母和线虫研究，来自宾夕法尼亚大学、贝勒医学、约翰霍普金斯大学等处的研究人员发现，不正确的基因表达是老化细胞的一个标志，而减少这种“噪音”可延长这些生物体的寿命。相关研究结果发表最近的《Genes & Development》。清华大学生命科学学院的戴俊彪研究员也是本文共同作者之一。 该研
让AI模型更通用的新技术入选NeurIPS
近日，人工智能（AI）研究领域顶级会议NeurIPS（神经信息处理系统大会）正式在官网公布NeurIPS 2020接收论文表。中科院计算所与阿里安全图灵实验室、鹏城实验室共同完成的《启发式领域适应》（Heuristic Domain Adaptation）获录入选。 如何更好地将AI在某一场
八年！“细胞编程和重编程的表观遗传机制”重大研究计划
DNA上核苷酸序列承载了生命的遗传信息，遗传物质能够遵循孟德尔遗传法则代代相传。遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质，完成遗传信息的转录和翻译过程。 随着时间推移，科学家们逐渐认识到，即使从上一代那里复制获得的DNA序列不发生变化，基因表达也会发生能够继承的变化。上世纪80年代
靶向表观遗传学调控，或成癌症治疗新热点
一队由约翰霍普金斯大学、哈佛医学院、帕维亚大学和波士顿大学医学院的研究人员组成的团队采用一种新开发的化合物，靶向特定表观遗传修饰蛋白后，成功地抑制了黑色素瘤细胞的生长。 最近他们在《Nature Communications》发表题为“Targeting the CoREST Complex
Nature子刊发布大脑表观遗传学重要图谱
表观遗传修饰的重要性越来越被人们所认识，但在人类大脑中的作用并不是很清楚，实际上在胚胎和成人大脑中，神经干细胞增殖并通过一些受到高度调控的过程生成神经元和神经胶质，包括DNA和组蛋白修饰以及非编码RNAs调控在内的表观遗传学机制在神经发生的不同阶段发挥至关重要的作用。另一方面异常的表观遗传调控也
免疫系统和表观遗传学调控：一个新的前沿领域
表观遗传学（epigenetics）研究转录前基因在染色质水平的结构修饰对基因功能的影响，这种修饰可通过细胞分裂和增值周期进行传递。表观遗传学已成为生命科学中普遍关注的前沿，在功能基因组时代尤其如此。免疫系统被认为是一个解析表观遗传学调控机制的良好模型，而且免疫细胞伯分化及功能表达和表观遗
曹雪涛发Nature综述：抗感染固有免疫反应的表观遗传调控
曹雪涛院士全面阐述了近年来关于表观遗传调控因子在感染诱导的天然免疫和炎症反应中的调控作用的代表性研究成果。 表观遗传学立足于染色质层面，涉及DNA、非编码RNA和组蛋白等染色质相关分子的调控，为近年来世界生命科学前沿的热点领域。其研究生命体分化发育过程中，在基因组不变的情况下，产生表型和功能各
表观遗传学开关控制基因节律性转录
当夜晚降临，我们就会慢慢入睡，这是受昼夜节律circadian cycle影响的结果，我们的每个器官甚至基因中都存在这样的节律。 Salk研究所的科学家发现，表观遗传学修饰是使肝脏活性与昼夜节律同步的遗传学开关。这一发现能够帮助人们进一步了解高血糖、高胆固醇等健康威胁背后的机制，文章于近期
Science新闻：表观遗传学印记让基因“窒息”
吸烟留下的可不仅仅是衣服和手指上的烟味，现在一项新研究提出了强有力的证据指出，吸烟能够通过表观遗传学修饰影响增加癌症发病风险的基因活性。这一发现，为研究者们提供了一个评估吸烟人群癌症风险的新工具。 我们DNA上的化学修饰可以影响基因的功能，决定基因的开启和关闭，这些化学修饰被称为表观遗传学
Nature－表观遗传学进展将遗传学、环境与疾病联系了起来！
21世纪，表观遗传学的研究得到了快速发展，同时其产生了让研究人员感兴趣和憧憬的东西，当然了，这其中也存在一些大肆宣传的成分，本文中，我们回顾了表观遗传学在过去几十年里是如何演变的，同时分析了近年来改变科学家们对生物学理解的一些研究进展；我们讨论了表观遗传学和DNA序列改变之间的相互作用，以及表观
长读测序技术发现蚂蚁重大基因
蚂蚁是一种新兴的神经表观遗传学模型系统，迄今为止，虽然许多研究团队已经对各种蚂蚁进行了基因组测序，但这些测序结果并不能帮助科学家对表观遗传基因调控的复杂性进行分析。 美国宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院表观遗传学研究所埃米莉·希尔兹等研究人员，使用第三代长读测序技术，极大地改进了蚂蚁的基因组测序，
JBC：揭秘“吃不胖”人群表观遗传变异
有没有想过为什么有些人可以想吃多少就吃多少，并且从来不会因此而变胖？仅仅是因为遗传变异？最近一个研究小组指出了另一个重要的因素。相关研究结果发表在最近的《Journal of Biological Chemistry》杂志。 我们都知道：有些人不用为减肥苦恼，而其他一些人似乎一直都在跟赘肉做斗
朱冰：表观遗传学过去，现在，未来
由北京生命科学研究所朱冰研究组领衔完成的Science研究论文，揭示出染色质的紧密程度能调节组蛋白H3K27甲基化酶复合体PRC2的催化活性，从而影响基因转录，这有助于解析基因转录调控以及基因沉默的重要机制。为了更深入追踪这项研究的具体内容，生物通特联系了朱冰研究员，就几个方面请教了他。
新的基因编辑领域突破口——表观遗传调控（一）
几十年来，DNA一直被认为是决定生命遗传信息的核心物质，但是近些年不断的研究表明，生命遗传信息从来就不是基因所能完全决定的，比如科学家们发现，可以在不影响DNA序列的情况下改变基因组的修饰，这种改变不仅影响个体的发育，而且还可遗传给后代。如肿瘤等多种疾病并非仅由基因突变而引起，且与DNA和组蛋白修饰
Science：表观遗传学调控颠覆性别差异老观点
英国生物信息学研究所EMBL-EBI和德国Max Planck免疫表观遗传学研究所MPI的研究人员发现了细胞同时调节多种不同基因活性的方式。这一研究成果发表在Science杂志上，揭示了性别差异背后的重要机制，颠覆了此前的普遍观点。 该研究分析了果蝇调控一系列重要基因的机制。雌性果蝇拥
AKG调控肝脏糖代谢的表观遗传学机制获揭示
近日，华南农业大学动物科学学院江青艳/束刚教授团队初步揭示了α-酮戊二酸调控动物肝脏糖代谢的分子机制。相关研究在线发表于《科学进展》（Science Advances）。 据悉，束刚教授和江青艳教授为该论文通讯作者，华南农业大学博士后袁业现、朱灿俊副教授和西北农林科技大学王永亮副教授为第一作者
Nature子刊：表观遗传学修饰调控染色体数
众所周知，染色体数的异常往往与癌症发展有关。日前瑞典卡罗琳斯卡医学院的科学家们发现，一个微小的表观遗传学改变，在染色体的正确分离中起到了至关重要的作用。这项研究于二月十六日提前发表在Nature Structural and Molecular Biology杂志的网站上。 在正常情况
表观遗传学修饰
组蛋白修饰 表观遗传学是指表观遗传学改变 (DNA 甲基化、组蛋白修饰和非编码 RNA 如 miRNA) 对 表观基因组基因表达的调节，这种调节不依赖基因序列的改变且可遗传表观。因素如 DNA 甲基化、组蛋白修饰和 miRNA 是对环境刺激因素变化的反映，这些表观遗传学因素相互作用以调节基因