Direkt zum Inhalt springen
login.png Login    |
de | en
MyTUM-Portal
Technische Universität München

Technische Universität München

Sitemap > Online-Hilfe zum myTUM-Portal

News Articles published within the last 30 days.

24.07.2025
Abschlussarbeiten, Bachelor- und Masterarbeiten:
Master Thesis: Modeling SNP-Conditioned Cellular Phenotypes via Flow Matching in the labs of Prof. Fabian Theis and Dr. Matthias Heinig   

Context

Advances in high-throughput single-cell profiling and large-scale phenotypic screens have unlocked unprecedented insights into cellular heterogeneity and the effects of experimental perturbations. Tools like CellFlow (Klein et al. 2025), a generative framework based on flow matching, have demonstrated powerful capabilities in predicting cellular responses to perturbations such as drug treatments, gene knockouts, or cytokine stimulations.

In parallel, population-scale genomics projects such as OneK1K (Yazar et al. 2022), which combine genetic variation (e.g., SNPs) with single-cell RNA-seq data, provide a rich substrate for exploring how genetic variation modulates cellular phenotypes. This thesis will integrate these two directions, leveraging CellFlow to model how SNP-defined genetic backgrounds influence cellular responses to perturbations, with a particular focus on QTL-associated variants and epistatic interactions.

Thesis Goals and Research Questions

The primary objective of this thesis is to extend CellFlow to incorporate individual-specific genetic variation, particularly common SNPs, as conditioning variables. This enables predictive modeling of single-cell phenotypes under both genetic and experimental perturbation contexts, with applications ranging from fundamental questions in gene regulation, genetic risk prediction and genotype-informed response prediction. A longer-term goal is to position this framework as a tool for modeling cellular phenotypes relevant to disease predisposition, therapeutic response, and inter-individual variability. Specific questions include:

  • Can we model epistatic interactions between SNPs in terms of their effect on phenotypic response trajectories?
  • Can we identify causal variants and study gene-environment interactions?
  • How well can CellFlow predict phenotypes for unseen SNP combinations or rare alleles, particularly under perturbation conditions?
  • Can SNP-conditioned models reveal genotype-dependent variation in cellular responses that align with known or hypothesized disease mechanisms?
  • To what extent can SNP-conditioned models be generalized or transferred across genetically diverse populations or cell types?

Methodology and Scope

  • Adapt the CellFlow architecture to ingest SNP-based sample covariates, including QTLs and epistatic variant pairs.
  • Use genotype-informed embeddings (e.g., one-hot encoding, gene embeddings inferred from ESM3 (Hayes et al. 2025), learned SNP embeddings inferred from DNA language models (Nguyen et al. 2023; Hingerl et al. 2025), or integration with known functional annotations (Zheng et al. 2024)).
  • Evaluate on datasets such as OneK1K, eQTL Consortium, or sc-eQTLGen.
  • Compare against baseline models, such as:
    • Conditional VAEs
    • Epistasis prediction models

Candidate Profile

  • Strong background in machine learning, computational biology, or bioinformatics
  • Familiarity with deep generative models
  • Experience with single-cell RNA-seq data and basic statistical genetics
  • Programming skills in Python, PyTorch or JAX, and data science tools

How to Apply

Send an email to matthias.heinig@tum.de, dominik.klein@helmholtz-munich.de, and lucas.arnoldt@tum.de with the following information:

  • Your CV
  • A brief introduction outlining your background and motivation
  • Your preferred start date
  • Academic transcripts

We look forward to receiving your email!

References

  • Klein et al. (2025). CellFlow enables generative single-cell phenotype modeling with flow matching. bioRxiv; DOI: 10.1101/2025.04.11.648220
  • Yazar et al. (2022). Single-cell eQTL mapping identifies cell type–specific genetic control of autoimmune disease. Science, 376 (6589); DOI: 10.1126/science.abf3041
  • Hayes et al. (2025). Simulating 500 million years of evolution with a language model. Science, 387 (6736); DOI: 10.1126/science.ads0018
  • Nguyen et al. (2023). HyenaDNA: Long-Range Genomic Sequence Modeling at Single Nucleotide Resolution. arXiv; DOI: 10.48550/arXiv.2306.15794
  • Hingerl et al. (2025). scooby: Modeling multi-modal genomic profiles from DNA sequence at single-cell resolution. bioRxiv; DOI: 10.1101/2024.09.19.613754
  • Zheng et al. (2024). Leveraging functional genomic annotations and genome coverage to improve polygenic prediction of complex traits within and between ancestries. Nature Genetics, 56; DOI: 10.1038/s41588-024-01704-y

Mehr

Kontakt: Lucas Arnoldt; TUM School of Computation, Information and Technology; lucas.arnoldt@tum.de

23.07.2025
Wissenschaftliches Personal :
PhD position (m/f/d)   


Mehr

Kontakt: rupert.seidl@tum

23.07.2025
Wissenschaftliches Personal :
Postdoctoral Researcher (m/f/d)   


Mehr

Kontakt: judit.lecina@tum.de

23.07.2025
Studentische Hilfskräfte, Praktikantenstellen, Studienarbeiten:
HiWi Position for System Administration at the AET IT-Group🚀   


Mehr

Kontakt: itg.ase@xcit.tum.de

23.07.2025
Studentische Hilfskräfte, Praktikantenstellen, Studienarbeiten:
Studentische Hilfskraft (m/w/d) für das IT-Projektmanagement bei Koinon   

Zur Unterstützung der Leitung der Plattform Koinon suchen wir zum 01.10.2025 eine engagierte studentische Hilfskraft (m/w/d) mit Interesse an der Schnittstelle zwischen IT und Management.
Mehr

Kontakt: mattia.marchesini@tum.de

23.07.2025
Interne Jobbörse der TU München:
Mitarbeiter/in Student Mobility Office (m/w/d)   

In dieser vielseitigen Position unterstützen Sie Studierende bei der Vorbereitung, Umsetzung und Anerkennung von Auslandsaufenthalten und begleiten den Prozess organisatorisch und administrativ. Zudem gestalten Sie Informationsmaterialien und Verwaltungsprozesse mit und bringen eigene Ideen in die Weiterentwicklung des Bereichs ein.
Mehr

Kontakt: application-schooloffice@ls.tum.de

23.07.2025
Wissenschaftsstützendes Personal:
Mitarbeiter/in Student Mobility Office (m/w/d)   

In dieser vielseitigen Position unterstützen Sie Studierende bei der Vorbereitung, Umsetzung und Anerkennung von Auslandsaufenthalten und begleiten den Prozess organisatorisch und administrativ. Zudem gestalten Sie Informationsmaterialien und Verwaltungsprozesse mit und bringen eigene Ideen in die Weiterentwicklung des Bereichs ein.
Mehr

Kontakt: application-schooloffice@ls.tum.de

23.07.2025
Studentische Hilfskräfte, Praktikantenstellen, Studienarbeiten:
Student Assistant – Project and Event Management (6 hrs/week)   


Mehr

Kontakt: hiring@it.tum.de

23.07.2025
Nachrichten der Verwaltung:
Abgabe von Geräten / "TUM-Basar" u. "eGon"   

"TUM-Basar" / Abgabe von Geräten TU-intern sowie aktuelle Angebote aus dem Bayerischen Behördennetz "eGon" (entbehrliche Gegenstände online). Weiterverwendung nicht mehr benötigter Einrichtungsgegenstände, Maschinen und Geräte, wobei die Funktionsfähigkeit der Anlagen gewährleistet sein soll.
Mehr

Kontakt:  München und Garching: Frau Binder, Tel. 089/289-25558, E-Mail: jul.binder@tum.de; Weihenstephan: Frau König, Tel. 08161 71-3211, sandra.koenig@tum.de

23.07.2025
Wissenschaftsstützendes Personal:
Wissenschaftsmanager/ -in Heilbronn Data Science Center (m/w/d) (CIT2025-34)   

Die TUM School of Computation, Information and Technology (CIT) sucht für das mit der TUM School of Management (MGT) gemeinschaftlich aufzubauende Heilbronn Data Science Center (HDSC) des TUM Campus Heilbronn zum nächstmöglichen Zeitpunkt, in Vollzeit, unbefristet eine/ einen Wissenschaftsmanager/ -in Heilbronn Data Science Center (m/w/d)
Mehr

Kontakt: jobs@cit.tum.de