报告题目：染色质折叠的物理建模与AI预测

报告人：黄恺研究员（深圳湾实验室）

报告时间：2025年11月26日下午15：30

报告地点：广州国际校区C3-c204

邀请人：孔宪

邀请单位：前沿软物质学院

报告摘要：

染色质作为遗传信息的物理载体，其动态三维结构调控着基因表达、DNA复制等关键生命过程。为统一解释染色质的长程互作、密度不均与自相似等高级结构特征，我们提出了“染色质三维森林模型”，预测染色质在单细胞水平广泛存在多位点高阶相互作用。近期Pore-C实验验证了染色质多体互作的普遍性，并揭示部分功能性调控元件具有显著的互作协同性。为识别参与多体互作的关键基因位点，我们整合Hi-C和表观遗传数据，构建并训练了图神经网络模型，实现了染色质多体互作的AI预测。进一步分析表明，远程顺式元件通过多体互作参与基因表达调控。我们采用CRISPRi技术对AI预测的增强子协同作用进行了实验证实，支持模型的生物学有效性。本研究展示了人工智能在基因组结构与功能预测中的应用潜力，并为四维基因组学研究提供了有力的理论框架与计算工具。

报告人简介：

黄恺，2009年本科毕业于清华大学工程物理系，2015年获威斯康星大学麦迪逊分校材料学博士学位，之后在美国西北大学生物医学工程系从事博士后研究。于2020年加入深圳湾实验室任特聘研究员，致力于四维基因组、生物相分离、AI4Biology等交叉领域的研究及相关理论计算方法开发。曾获美国生物物理年度博士后奖，广东省珠江人才计划青年拔尖人才。研究成果以第一及通讯作者身份发表在Nature, Cell Research, Science Advances, Nature Commutations, JACS等知名学术期刊上。在染色质高级结构方面的工作人类基因组计划前负责人Francis Collins评价为“人类三维基因组的新图像”。相关研究得到国自然创新研究群体（B类）及面上等项目支持。