来源：西北大学
据西北大学官网报道，11 月 12 日，西北大学首届华大创新班毕业生，生命科学学院姚佳俊在本科联合培养期间参与的华大生命科学研究院研究项目成果，以共同第一作者在国际顶级生物学期刊《细胞》（Cell）在线发表，论文题为 Spatiotemporal modeling of molecular holograms，西北大学为共同第一作者单位。
该论文由华大生命科学研究院联合斯坦福大学医学院等机构合作研究，借鉴物理学、地理学、经济学等多个跨学科领域的数学模型，开创性开发了三维时空建模工具包 Spateo，使空间转录组学技术能够精细地重构器官三维结构、系统地量化时空动态过程。该工具包的发布标志着时空组学研究迎来革新性突破，可全面支撑胚胎发育、脑科学、疾病等领域研究，为实现高精度时空生命全景观研究迈出了极为关键的一步。
在该成果中，姚佳俊和研究团队开发了 Spateo 的 3D 时空建模框架，并将其成功应用于 E9.5 和 E11.5 的 3D 小鼠胚胎发生图谱的绘制，捕获了高达 800 万个细胞的数据，为胚胎发育研究提供了宝贵的资源。姚佳俊在该研究中主要负责 3D 模型生成、形态测量与体积分析、形态学骨架构建、形态发生预测以及开发 Spateo-viewer 可视化工具。
姚佳俊 2018 年进入西北大学生命科学学院学习，2021 年通过遴选进入华大创新班的 「3+1」 联合培养，大四学年在深圳华大生命科学研究院学习实践。
在联合培养期间，姚佳俊得到华大研究院超级细胞所王明月研究员、白寅琪研究员、刘石平教授等多位老师的长时间、多角度的教导，增进了组学领域最前沿科研进展的认知，还有机会参与国内外各大机构的合作并得到了斯坦福大学 Xiaojie Qiu 教授、南方科技大学胡宇慧教授等多位老师的悉心指导。
得益于华大研究院 「 以项目带人才、带科研、带产业 」 的创新教育理念，姚佳俊参与了多个由华大研究院主导的单细胞转录组与空间转录组学项目，包括 「Spatiotemporal modeling of molecular holograms」「A single-cell 3D spatiotemporal multi-omics atlas from Drosophila embryogenesis to metamorphosis」 等。
姚佳俊在该研究中主要负责 3D 模型的生成、形态测量与体积分析、形态学骨架构建、形态发生预测以及开发 Spateo-viewer 可视化工具。
3D model generation: 通过三维空间组数据直接构建点云模型、表面网格、体素以及多角度虚拟切片模型，并构建了对应模型的三维可视化方法。
morphometric and volumetric measurements：进一步计算一系列形态测量特性，包括长度、表面积、体积、细胞密度以及不同时间点的三维模型的形态相似性。
morphometric backbone：扩展了主曲线或主图的应用，以基于重建的 3D 模型揭示器官的结构（重构器官骨架）。
morphogenesis predictions：创新性地提出了 「 形态矢量场 」 的概念，用于揭示发育过程中的细胞迁移，并通过计算形态加速度、散度和旋度等微分几何量，进一步探索潜在的生物过程。
Spateo-viewer：开发了 Spateo-viewer，以实现 3D 基因表达模式的交互式可视化、组织结构和 3D 器官模型的直观浏览以及器官形态发生模式的动画。它还高度模块化和可扩展，使其成为一种灵活的工具，允许研究人员包含新的分析模块。
关于华大创新班
西北大学（Northwest University）位于陕西省西安市，由陕西省人民政府主管， 为教育部与陕西省人民政府共建综合性全国重点大学，是国家 「 双一流 」 建设高校、国家 「211 工程 」 建设院校。
2018 年 9 月，西北大学首届华大创新班学生入校，采取 「3+1」 校企联合培养模式，即学生在西北大学完成三年本科教育后，前往深圳华大集团进行为期一年的学习实践。
2024 年新设立的西北大学 5 个创新实验班之一 —— 生物科学（华大创新班）是西北大学与华大集团根据双方人才培养的创新机制和教学资源优势，在新时期依托国家级一流专业生物科学、省级生物科学基础学科拔尖学生培养基地 2.0 设立的创新教学模式。
华大创新班的人才培养，得到了华大集团的全力支持。近日，在西北大学生物学科办学 100 周年活动中，华大集团董事长汪建，中国科学院院士、华大集团联合创始人杨焕明，华大集团副总裁、西北大学 92 级优秀校友杨爽来校，指导华大创新班人才培养并鼓励同学们不断追求卓越和创新。
论文链接：
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)01159-0