基因组时代的树思维：统一细胞、群体和物种层面的模型
种群与进化
2025-12-08 v1
摘要
基因组序列数据的持续爆炸正在改变我们重建和理解生物系统历史的方式。在从单个细胞到群体和物种的生物尺度上，基于树的模型为表示祖先关系提供了一个通用框架。曾经局限于物种系统发育学的“树思维”现在已深入扩展到群体基因组学和细胞生物学，揭示了生物体内及生物间遗传和表型变异的谱系结构。近年来，基于树的方法取得了巨大的方法论和计算进步，包括推断群体中祖先重组图的方法、比较基因组学的系统发育框架，以及发育和癌症生物学中的谱系追踪技术。尽管数据类型和生物学背景存在差异，这些方法共享核心的统计和算法挑战：从基因组信息中高效推断分支历史、整合时间和空间信号，以及将谱系结构与进化和功能过程联系起来。认识到这些共同基础为传统上孤立研究的领域之间的交叉融合创造了机会。通过研究基于树的方法如何在细胞、群体和物种尺度上应用，我们确定了将它们联系起来的概念相似性以及每个领域呈现的独特挑战。这些比较提供了新的视角，可以为算法创新提供信息，并在整个生物系统谱系中带来更强大的推断策略。
引用
@article{arxiv.2512.05499,
title = {Tree Thinking in the Genomic Era: Unifying Models Across Cells, Populations, and Species},
author = {Yun Deng and Shing H. Zhan and Yulin Zhang and Chao Zhang and Bingjie Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.05499},
year = {2025}
}