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科学大讲堂 | 耶鲁大学张和平教授讲述“基因、大脑与我们人类”

2022年5月26日上午,耶鲁大学公共卫生学院统计与科学合作中心主任张和平冠名教授应邀作客万博manbetx网页版手机登录第081期科学大讲堂,南科大师生带来了以“基因、大脑与我们人类”为主题的精彩讲座,超百人已线上的方式参与。此次讲座由万博manbetx网页版手机登录统计与数据科学系副系主任田国梁教授主持。


许多人类疾病,包括认知,都是复杂的,既取决于遗传因素,也取决于环境因素。在人类基因组计划完成后,虽然基因组的研究已将许多遗传标记与人类疾病相关联,但仍很难确定复杂疾病的基因和环境因素,这是遗传学中很棘手的问题。因此,识别与人类健康相关的复杂疾病的基因变异是重要且具有挑战性的工作。本次讲座中,张教授主要展示了他与研究团队近几年在该领域获得的一些重要研究成果,其中最主要的两个成果分别为超级变异体(super variants)的识别、高维数据统计推断方法的新进展。


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区别于基因中的基因座(loci),超级变异体的贡献基因座可能位于基因组中的任何位置。相关问题的新颖性和挑战在于如何发现、复制、解释并最终利用超级变异体。基于随机树和随机森林等方法,张教授及团队开展了特定流程的数据分析。


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高维结构化数据对象不仅越来越多地出现在成像遗传学研究中,也出现在了包括人工智能在内的其它数据科学领域。这样的数据对象不属于欧几里德(Euclidean)空间,使得大多数统计理论和方法并不适用。张教授与中国科学技术大学王学钦教授带领的研究团队密切合作,提出了针对非欧几里得空间中数据对象的分析方法。


互动环节


问:请问超级变异体是性状特异性(trait-specific)的么?有什么应用?


答:在人类疾病的研究过程中,基因的位置是固定不变的,而超级变异体是与疾病有关系的,是需要根据特定疾病展开针对性识别的,它可以确定疾病的主要影响因素,对后期的治疗等工作有很大的帮助。


问:超级变异体和风险等位基因(risk alleles)有什么区别?


答:两者之间的关系类似个体与小团体的区别,将中国铁路轨道比作基因的话,风险等位基因指的可能是某一根坏了的枕木,而超级变异体可以指代的是深圳附近的10根枕木和上海附近100根枕木构成的110根枕木集合。


最后,统计与数据科学系系主任、讲席教授邵启满对张和平教授的精彩报告表达了感谢,并诚邀张教授在疫情过后来南科大访问指导,讲座圆满结束。


人物档案


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张和平,博士毕业于美国斯坦福大学统计系, 现任美国耶鲁大学公共卫生学院统计与科学合作中心(C2S2)主任,耶鲁大学生物统计冠名教授、儿童研究及统计学终身教授,香港大学荣誉教授,期刊Statistics and Its Interface的创始主编,美国统计协会杂志(JASA-A&CS)的主编,以及多本杂志的编委,曾任泛华统计学会主席。张和平教授曾入选哈佛大学公共卫生学院年度Myrto Lefkopoulou杰出学者,先后获得了Royan国际生殖健康研究奖、美国生殖医学会颁发的论文奖、March of Dimes早产最佳研究奖、美国妇产科杂志优秀论文奖、国际数理统计学会最高荣誉之一的Neyman讲座奖等。


张教授的研究领域主要包括非参数方法、纵向数据、统计遗传学和生物信息学、生殖医学临床试验、流行病学数据统计建模、脑成像分析、统计计算和行为科学的统计方法,并对传染病、基因学、儿童妇女的健康、心理健康等方面均有涉及。张教授是Springer出版《递归剖分及其应用》(Recursive Partitioning and Its Applications) 一书的作者,并在高影响力的统计、遗传、流行病学和精神病学期刊上发表了350多篇学术论文,论文刊登杂志包括Annals of Statistics,Annals of Applied Statistics,Biometrika,JASA,JRSSB,American Journal of Human Genetics,American Journal of Psychiatry,PNAS,Science,Nature,JAMA,Lancet,以及The New England Journal of Medicine等。