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张翼实验室致力于开发跨越时空维度、具备单细胞及单分子分辨率的新型计算与实验方法，以重建生物学过程的历史，加深对发育、衰老及疾病的理解。许多生物过程具有动态演变特征，但实际研究中通常只能获得终点样本或稀疏观测状态。实验室聚焦于建立新型实验方法推断传统谱系追踪或时间序列实验难以捕捉的分子事件的时空定位。同时，张翼实验室认为，实验数据应被嵌入由观测本身及其潜在生物学先验共同决定的空间中。通过对观测数据与先验信息进行联合编码，我们近似刻画能够最大限度保留生物学信号的概率分布，从而更有效地从高维数据中恢复潜在的生物状态。实验室尤其关注表观基因组遗传。多细胞个体内的细胞共享高度一致的基因组序列，但可通过表观基因组调控获得稳定且多样化的细胞命运。表观基因组状态在细胞分裂过程中的不精确复制与衰老、肿瘤发生及发育异常密切相关。实验室结合单分子实验技术、统计模型和机器学习方法，追踪表观基因组从亲代分子到子代分子的复制过程，并解析维持其复制忠实性的分子机制。
2. 开发从单细胞ATAC数据中计算细胞分裂年龄的方法（Nat.Biotech., 2024）
3. 发现DNA二级结构影响表观基因组复制（BioRxiv, 2024）
4. 开发将神经活动转化为遗传可操作对象的方法（J.Neurogenetics, 2012）
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Xiao Y, Jin W, Qian K, Ju L, Wang G, Wu K, Cao R, Chang L, Xu Z, Luo J, Shan L, Yu F, Chen X, Liu D, Cao H, Wang Y, Cao X, Zhou W, Cui D, Tian Y, Ji C, Luo Y, Hong X, Chen F, Peng M, Zhang Y#, Wang X#. Integrative Single Cell Atlas Revealed Intratumoral Heterogeneity Generation from an Adaptive Epigenetic Cell State in Human Bladder Urothelial Carcinoma. Advanced Science, 2024, 11: e2308438. DOI: 10.1002/advs.202308438.
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