細胞動力學讀書會啟動：基因網絡、群細胞、組織形態與發育

導語

細胞絕非孤立的單元，生命的智慧，如同蟻群的協作，涌現在細胞間復雜的相互作用之中。跨越臨界點，簡單規則便能催生全新的、穩定的結構與功能。

半個世紀以來，復雜系統科學為我們提供了洞見生命現象的全新工具箱。本期活動，我們將融合物理學、復雜科學與系統生物學，從Waddington景觀、自組織臨界，到反應-擴散模型與類器官實驗，繪制一幅理解細胞命運與群體動力學的連貫地圖。

本次讀書會由李輝、王維康、韋曉慧三位學者及王艷博士共同發起，并沿兩條主線展開：一是探討細胞命運、多穩態等理論核心；二是結合單細胞測序、時序推斷等方法，學習如何將靜態數據轉化為動態模型。

引言

生物學中有很多反直覺的現象。例如：知道基因序列及生物大分子，但并無法確定生物的組織形態；草履蟲能夠在基因表達不發生改變的情況下出現鞭毛排列異常的表型，并且這種異常表型能夠持續傳代；一團看似“隨機均質”的干細胞，卻能夠自發形成具有一定結構的類器官。這些生命現象說明，生命形態穩定的維持與傳代并非單一依靠遺傳物質正常發揮作用。如果你對這些看似微觀、卻決定生命體形態和功能的現象感興趣，歡迎加入本次細胞動力學讀書會。

我們試回答的，不只是“某個基因做了什么”，還有：

基因網絡如何協作？

細胞命運如何在發育過程中變化？

細胞間相互作用如何塑造命運？

生命的結構與功能，如何作為一種集體驅動力學過程涌現？

細胞并不是孤立運作的機器

生命體是一個復雜的生物系統。正如蟻群并非靠“聰明螞蟻”完成復雜任務，生命的智慧并不只存在于單個細胞內部，更是涌現在細胞之間的協作、反饋與演化中體現。單個細胞不理解“整體發育”，足夠多的相互作用細胞，當跨越臨界點后，涌現出在單細胞層面根本不存在的新規律，通過基因調控網絡，信號驅動、動力學發展并彼此約束，共同生成穩定、可重復、又具有可塑性的生物結構，在漫長的演化中那些更加適應環境的改變（包括基因突變）脫離群體背景浮現，逐漸穩定并被保留下來。這正是細胞動力學與復雜科學交匯之處。

顯然，復雜科學與系統論的視角為我們提供了不一樣的思考方式。半個多世紀以來，非線性過程，自組織、對稱性破缺等現象的發現與提出，基因網絡，多組學及多尺度系統的等方法學的提出逐漸成為人類思考生命現象的重要工具。這些工具，極大的擴大了我們探索世界的尺度與維度，從浩瀚宇宙到生命大分子，從生命演化到人類意識。

在本次細胞動力學讀書會中我們將用物理學、復雜科學與系統生物學多學科的視角，從細胞周期振蕩、分化軌跡、發育穩健性，到 Waddington 景觀、吸引子、多穩態、分岔與臨界性；從反應–擴散模型、BZ 反應、非平衡統計物理，到空間轉錄組學、發育動力學、類器官與自組織實驗系統，重新理解細胞這一“最小生命單元”，以及它們如何在相互作用中，生成形態發揮功能。

本次細胞動力學讀書會，由集智俱樂部聯合北京師范大學教授李輝、中國科學院理論物理研究所副研究員王維康、西湖大學生命科學學院博士后韋曉慧、燭龍（上海）生物醫藥科技有限公司技術總監王艷這四位來自復雜系統、計算生物學、發育學和生物學方向的學者共同發起，嘗試用一條貫通的線索，把以下研究方向放在同一張動力學地圖上重新理解：

• 單細胞狀態演化

• 細胞群體自組織

• 發育與類器官形成

• 表觀遺傳與動力學

讀書會將圍繞兩條主線展開：

發起人

李輝，北京師范大學教授，博士生導師，國家優秀青年科學基金獲得者，中國科學院青促會成員。2006年本科畢業于山東大學物理學院，2012年博士畢業于中國科學院物理研究所。曾赴牛津大學、哈佛大學和麻省理工學院學術訪問。現擔任美國物理聯合會 (AIP) 期刊 Biophysics Reviews 副主編、中國物理學會 CPL 等四刊聯合青年編委等職。主要研究方向為生物物理與復雜系統。通過發展生命多尺度動力學實驗觀測及定量分析方法，研究了從生物分子、細胞、到組織的非平衡物理特性、調控規律，以揭示細胞遷移、凋亡、衰老、相分離等多種生命功能的復雜系統運行機制。

王維康，中國科學院理論物理研究所副研究員。2009年和2015年在北京大學物理學院獲得學士和博士學位，隨后在匹茲堡大學計算和系統生物學系從事博士后研究工作，2022年入職理論物理所。研究領域包括生物物理、計算和系統生物學。目前的研究興趣包括細胞態轉化的動力學，發展機器學習方法分析基因調控網絡，基于自旋玻璃模型研究基因調控網絡和神經網絡的統計物理性質。

韋曉慧，西湖大學生命科學學院博士后。主要研究方向為生物顏色圖案多態性的發育與演化機制。研究將致力于整合遺傳學、顯微成像、生物物理學和定量生物學等多學科交叉方法，多層次系統解析海洋生物、果蠅等不同物種中顏色圖案多樣性的形成規律。通過探究其背后的遺傳與物理作用機制，旨在揭示生物顏色圖案形成的自組織規律和普適性原則，并深入闡釋生物形態復雜性與多樣性的發育與演化規律。

王艷（兼運營主理人），藥理學博士。本科階段攻讀臨床醫療專業，2015-2021年在中國醫藥工業研究院攻讀藥理學博士。曾就職于上海醫藥工業研究院細胞生物類器官工程實驗室，現任燭龍生物醫藥科技有限公司技術部負責人，主要負責類器官模型構建與生物打印工作。

運行模式

「細胞動力學」讀書會2026季正式啟動

時間規劃：2026年2月6日開營，共持續10周。

參與形式：每周五晚上七點半舉行線上研討會議，并特別安排一期集智谷線下專場，促進面對面深度交流。

您將獲得：

• 掃描二維碼直達報名通道，鎖定學習席位。

• 加入專屬學員群，與讀書會發起人、主講人及優秀同行直接交流。

• 每期內容結束后可隨時觀看高清視頻回放，支持反復學習與復習。

立即報名，與我們一起探索生命運行的微觀動力學原理。

報名參加讀書會

讀書會價格：299元

報名方式：

第一步：微信掃碼填寫報名信息。

第二步：填寫信息后，付費報名。如需用支付寶支付，請在PC端進入讀書會頁面報名支付：

第三步：添加運營助理微信，拉入對應主題的讀書會社區（微信群）。

PS：

為維護學術交流的專業性與聚焦度，本讀書會對討論內容作如下約定：

我們鼓勵圍繞物理學、復雜科學與系統生物學及相關具體問題的深入探討。為保證討論質量，請避免發表脫離本期讀書會主題、缺乏實證基礎或過于空泛的哲學思辨類內容。

若討論內容明顯偏離主題，經主持人提醒后仍未調整，為維護整體學習環境，我們將不得不將該成員請出討論群，并根據其實際參與進度，對未參與部分按比例辦理退費。

感謝您的理解與配合，讓我們共同營造一個專注、深入、有收獲的共學空間。

加入社區可享核心資源

成為會員即可解鎖完整學習生態，包括：線上實時問答、全部課程錄播回看、獨家資料共享、高質量社群交流、第一手信息同步，以及通過參與共創任務獲取積分等權益。

特色退費與激勵機制

我們提供以下兩種途徑，讓您的投入獲得實際回饋：

1. 任務達標退費路徑 認領并合格完成任意兩期字幕任務，即可退還全額報名費，并額外獲得集智專屬周邊獎勵。

2. 運營成長激勵路徑 合格完成一個字幕任務后，可申請成為運營助理。在讀書會項目順利結項后，將退還學費。表現優異者，還有機會獲得額外的獎學金。

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