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About the Project

The provision of new antibiotics to combat antimicrobial resistance (AMR) and to treat neglected tropical diseases (NTD), which are problematic in the developing world, is a major global challenge. Most of the of antibiotics in clinical use today are derived from microbial secondary metabolites (natural products). In addition to essential antibacterial, antifungal and antiparasitic agents, microbial natural products have been developed as antitumour, antiviral, immunosuppressive agents and as cholesterol lowering agents. In many cases the natural products are produced in very small quantities by microbial species that are difficult to cultivate or genetically manipulate. In addition to this, genome sequencing reveals many bacterial strains possess cryptic biosynthetic gene clusters (BGC) that appear to be silent when cultivated in the laboratory. These strains possess the machinery to produce bioactive natural products, but the biosynthetic genes are not expressed in the native hosts. One way to increase production levels, and also to activate expression of cryptic/unproductive BGC, is to transfer the BGC into heterologous host strains which are more genetically tractable and easier to cultivate. Unfortunately, there are a limited number of well characterised hosts available and some of these are not necessarily ideal for production of certain natural product scaffolds. For example, Escherichia coli and yeast have been widely used, but these strains are not known to produce large numbers of secondary metabolites and production of certain types of natural products can be problematic, particularly those generated by nonribosomal peptide synthetase (NRPS), polyketide synthase (PKS) and hybrid NRPS-PKS assembly lines. In this project we will exploit recent advances in synthetic biology to develop new genetic tools for heterologous expression and manipulation of microbial BGC in new Halomonas host strains to produce antibiotics and other important bioactive natural products. Halomonas are halophiles (tolerate high salinity) and can be easily cultivated under nonsterile conditions. In light of this, Halomonas sp. have emerged as a useful host for production of low molecular weight metabolites and also biopolymers. In this project we aim to develop Halomonas further as heterologous host for production of microbial NRPS, PKS and hybrid NRPS-PKS secondary metabolites, which provide many valuable antibiotics and other important therapeutic agents.

The project will involve a collaboration between the Micklefield lab at the Manchester Institute of Biotechnology (MIB) and George Chen, Director of the Center for Synthetic and Systems Biology (CSSB) at Tsinghua University in Beijing. The student will spend two years in Manchester and two years in Beijing. Training in Manchester will cover natural products chemistry, protein engineering, directed evolution, enzyme characterisation and enzyme assays. In Singapore the student will develop further skills in synthetic biology, molecular biology and microbiology, including manipulation of Halomonas bacteria. Candidates are not expected to have expertise in these areas at the outset; above all, scientific curiosity and a desire to work in a multidisciplinary environment are most important. Candidates with a degree in Chemistry, Biochemistry or Biological Sciences and an interest in enzyme catalysis, biosynthesis (natural products), microbiology, synthetic biology or a related science are encouraged to apply.

Entry Requirements

Students must meet the entry requirements of both universities, and will be registered at both institutions in the first year of study.

Applicants should hold (or be about to obtain) a minimum 2:1 bachelor's degree (or overseas equivalent), in a relevant discipline, plus a master's degree or extensive research experience. Applicants can be internal or external to The University of Manchester. For applicants whose first language is not English, we require a minimum IELTS score of 6.5.

For more information see:

http://www.manchester.ac.uk/research/Jason.micklefield/

http://www.micklefieldlab.chemistry.manchester.ac.uk

http://life.tsinghua.edu.cn/lifeen/info/1034/1088.htm

synbiodual


Funding Notes

This is a 4 year PhD studentship. You'll spend two years at The University of Manchester and two years at Tsinghua University. Fees at both institutions are covered, and other fantastic funding opportunities include an annual stipend at the minimum Research Councils rate (15,285 for 2020/21) that will be paid to students while in Manchester, and a commensurate stipend while at Tsinghua.
Entry via Manchester is open to UK/EU and international students, excluding Chinese nationals.

References

Examples of recent related research from Manchester and Tsinghua:
• A vitamin K-dependent carboxylase is involved in antibiotic biosynthesis. B. J. C. Law, Y. Zhuo, D. Francis, M. Winn, Y. Zhang, M. Samborskyy, A. Murphy, P. F. Leadlay
& J. Micklefield. Nature Catalysis 2018, 1, 977-984 (http://dx.doi.org10.1038/s41929-018-0178-2)
• De novo Biosynthesis of 'Non-Natural' Thaxtomin Phytotoxins. M. Winn, D. Francis & J. Micklefield, Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 6830-6833.
(http://dx.doi.org/10.1002/anie.201801525)
• RadH: A Versatile Halogenase for Integration into Synthetic Pathways. B. R. K. Menon, E. Brandenburger, H. H. Sharif, U. Klemstein, M. F. Greaney & J. Micklefield
Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 11841–11845 (http://dx.doi.org/10.1002/anie.201706342)
• A tight cold-inducible switch built by coupling thermosensitive transcriptional and proteolytic regulatory parts. Zheng Yang, Meng Fankang Wei Weijia; Sun Zhi; Chen
GQ, Lou Chunbo Nucleic Acids Research 47 (21) e137 (2019) doi: 10.1093/nar/gkz785 (2019)
• Functional Polyhydroxyalkanoates by Engineered Halomonas bluephagenesis. Lin-Ping Yu, Xu Yan, Xu Zhang, Xiang-Bin Chen, Qiong Wu, Xiao-Ran Jiang, Chen GQ.
Biosynthesis of Metabolic Engineering 59 (2020) 119-130 (doi.org/10.1016/j.ymben.2020.02.005)
• Rational Flux-Tuning Halomonas bluephagenesis for Co-production of PHB and Ectoine. Ma Hong, Zhao Yiqing, Huang Wuzhe, Zhang Lizhan, Wu Fuqing, Ye
Jianwen, Chen GQ. Nature Communications (2020) 11:3313

佛山市第一人民医院始建于1881年,跨越三个世纪,是一所集医、教、研为一体的大型现代化三级甲等综合医院。临床上在微创、介入、器官移植等多领域技术居省内乃至国内先进水平。曾在国内率先开展内镜(腹腔镜)手术,并成为卫生部妇科内镜培训基地。医院先后荣获“全国办得最好的十二家专区医院之一”、“全国卫生系统先进集体”、“全国医院文化先进单位”、“全国医院文化建设先进集体”、“全国教科文卫体系统先进工会组织”、“全国厂务公开先进基层单位”、“全国改革创新医院”、“全国首批无烟医院”等荣誉称号。

为满足医院科研的发展和需要,现特和清华大学张奇伟实验室及高军涛副研究员合作,招聘医学、细胞生物学、生物技术、免疫学等相关专业研究助理2名。

工作地点:广东,佛山,佛山市第一人民医院

开始时间:2021年1月1号,也可随时上岗

工作地点:佛山,佛山市第一人民医院

招聘人数:2

岗位职责:

  1. 开展细胞生物学实验操作(组织取材、组织消化、细胞培养等);
  2. 开展分子生物学实验操作(样品制备、文库构建、高通量测序等);
  3. 开展实验动物学实验操作(动物建模、基因敲除、组织取材、免疫组化等);
  4. 开展蛋白免疫相关实验操作(流式、ELISA、免疫荧光、Western-blot等);
  5. 开展数据查找录入、电话随访、文档材料打印装订等相关文员工作。

若不具备相关实验技术,可以进行岗前技术培训。

上岗时间:2021年1月1号,或随时上岗。

申请资格:

  1. 品德端正,道德感强。爱岗敬业,团结他人。
  2. 大专以上学历,具备医学、分子生物学、生物化学、细胞生物学、免疫学知识优先。
  3. 有一定实验经验和操作技能(包括流式细胞仪或共聚焦的操作和样品制备等)者,将优先考虑。
  4. 能稳定工作两年及以上。
  5. 有良好的沟通表达能力。
  6. 其他:获过奖励、有特殊技能的,将酌情考虑。

相关待遇和福利:

享受佛山市第一人民医院和清华大学项目聘用合同制人员相关待遇(包括四险一金、基本工资、带薪年假、季度奖金、年终奖金等)、享受佛山市第一人民医院科研资源,以有助于未来提升自己(读研或进修等)。

申请材料:

   1.   个人简历,请重点突出相关科研经历和已熟练掌握的生物实验技能。

2.   个人联系方式,包括Email、电话。

请将申请材料发至:罗老师,该Email地址已收到反垃圾邮件插件保护。要显示它您需要在浏览器中启用JavaScript。

工作地点:北京,清华大学;招聘人数: 1 人

上岗时间:2021年1月1号,或者随时。

岗位职责:

  1. 开发超分辨显微镜、光电联用和电子显微镜的成像新方法,包括样品准备,光路搭建,图像处理和分析。
  2. 用超分辨显微镜和电子显微镜,进行三维基因组等多组学的研究。
  3. 和/或DNA FISH(荧光原位杂交)、RNA FISH实验和各种超分辨成像实验。

申请资格:

1、品德端正,道德感强。爱岗敬业,团结他人。

2、备选专业一:具有光电专业、生物医学工程、生物影像相关专业的本科或硕士学位,具有丰富的光电知识和实验技能,熟练搭建新光路、操作各种显微镜(包括共聚焦、超分辨和电镜的操作和样品制备)、具有丰富实验经验的博士毕业生将优先考虑。

3、备选专业二:具有分子生物学、细胞生物学、生物技术等专业的本科或硕士学位,具有基因表达调控、单细胞、多组学、肿瘤等一个或多个领域的丰富经验,可以熟练进行三维基因组等多组学分子生物学和细胞生物学的实验操作(文库构建、高通量测序、样品制备等)。

3、能稳定工作两年及以上。

4、有良好的英文文献阅读能力和交流能力。

5、动手能力强,拥有熟练的实验技能。

6、获过更多奖励、有特殊技能的,将酌情考虑。

相关待遇和福利:

享受清华大学项目聘用合同制人员相关待遇(包括四险一金、基本工资、带薪年假、季度奖金、年终奖金等)、享受清华大学校内相关教育和科研资源,以有助于未来提升自己(读博或者更好的发展)。

申请材料:

   1.   个人简历,请重点突出生物学研究相关的研究经历和已熟练掌握的生物实验技能。

2.   成绩单扫描件、论文摘要。

3.   个人联系方式,包括Email、电话。

请将申请材料发至: 该Email地址已收到反垃圾邮件插件保护。要显示它您需要在浏览器中启用JavaScript。

清华大学合成与系统生物学中心高军涛副研究员

招聘研究助理

(生物技术/分子生物学方向)

工作地点:北京,清华大学;招聘人数: 1 人

岗位职责:

  1. 进行三维基因组等多组学分子生物学和细胞生物学的实验操作(文库构建、高通量测序、样品制备等)。
  2. DNA FISH(荧光原位杂交)、RNA FISH实验和各种超分辨成像实验。
  3. 品德端正,道德感强。爱岗敬业,团结他人。
  4. 生物类专业本科或硕士学历,具有丰富的分子生物学、生物化学、细胞生物学知识。
  5. 具有基因表达调控、单细胞、多组学、肿瘤、或者生物信息学等一个或多个领域的丰富经验。
  6. 有文库构建和FISH(荧光原位杂交)实验经验和能熟练操作(包括共聚焦或电镜的操作和样品制备)显微镜者,将优先考虑。
  7. 能稳定工作两年及以上。
  8. 有良好的英文文献阅读能力和交流能力。
  9. 其他:获过更多奖励、有特殊技能的,将酌情考虑。

上岗时间:2021年1月1号,或随时上岗。

申请资格:

相关待遇和福利:

享受清华大学项目聘用合同制人员相关待遇(包括四险一金、基本工资、带薪年假、季度奖金、年终奖金等)、享受清华大学校内相关教育和科研资源,以有助于未来提升自己(读博或者更好的发展)。

申请材料:

   1.   个人简历,请重点突出生物学研究相关的研究经历和已熟练掌握的生物实验技能。

2.   成绩单扫描件、论文摘要。

3.   个人联系方式,包括Email、电话。

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工作地点:北京,清华大学。招聘人数: 1人

博士后工作开始时间:2021年1月1号,也可随时上岗。

岗位职责:

(1)   备选方向一:开发(偏振)超分辨显微成像技术、光电联用成像新方法。善于搭建新光路、开发光学新方法及图像处理和分析新方法。

(2)   备选方向二:开发生物成像的样品制备新方法,用于:DNA FISH(荧光原位杂交)、RNA FISH实验、免疫荧光、等各种荧光成像和超分辨成像实验。

(3)   用以上新技术,结合三维基因组等多组学研究,以胃癌为模型,来理解癌症的分子机理。

申请资格:

1、品德端正,道德感强。爱岗敬业,团结他人。

2、备选专业一:具有光电专业、生物医学工程、生物影像相关专业的博士学位,具有丰富的光电知识和实验技能,熟练搭建新光路、操作各种显微镜(包括共聚焦、超分辨和电镜的操作和样品制备)、具有丰富实验经验的博士毕业生将优先考虑。

3、备选专业二:具有分子生物学、细胞生物学、生物技术等专业的博士学位,具有基因表达调控、单细胞、多组学、肿瘤等一个或多个领域的丰富经验,可以熟练进行三维基因组等多组学分子生物学和细胞生物学的实验操作(文库构建、高通量测序、样品制备等)。

4、有良好的交流能力和英文文献阅读能力。

5、动手能力强,拥有熟练的实验技能。

6、获过更多奖励、有特殊技能的,将酌情考虑。

相关福利: 享受清华大学博士后人员相关待遇及校内相关资源。

申请材料:

   1.   个人简历,请重点突出研究相关的研究经历和已熟练掌握的生物实验技能。

   2.   成绩单扫描件、论文摘要。

3.   个人联系方式,包括Email、电话。

请将申请材料发至:该Email地址已收到反垃圾邮件插件保护。要显示它您需要在浏览器中启用JavaScript。.

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北京合生基因科技有限公司(以下简称合生基因)是中国首家致力于合成生物技术在生物医药领域应用的高新技术公司。2020 年 11 月 27 日,合生基因宣布其基于国内原创的合成生物技术开发的首款基因治疗产品 SynOV1.1 获得美国 FDA 临床试验许可,用于治疗包括中晚期肝癌在内的甲胎蛋白(AFP)阳性实体瘤,并计划近期在美国纪念斯隆・凯特琳癌症中心(Memorial Sloan Kettering Cancer Center)开展 I/IIa 期临床研究。这款药物在中国的临床试验申请亦正在进行中。 合生基因首席执行官陈彬博士在通稿中表示,“ SynOV1.1 能成功获得 FDA 的临床试验许可具有划时代的意义,因为这将是全球第一次将经过合成生物学技术优化、改造的免疫疗法用于治疗中晚期肿瘤病人。” 日前,生辉针对 SynOV1.1 获得美国 FDA 临床试验许可这一重大突破,专访了合生基因首席执行官陈彬博士和首席科学家谢震教授。

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(来源:合生基因)

 

用合成生物学技术 “加持” 溶瘤病毒

比起 “溶瘤病毒”、“肿瘤药物研发” 等标签,合生基因更愿意将自己定义为一家合成生物学医药研发公司。

“目前,国际合成生物学医药研发领域蓬勃发展,在美国,三分之一的医药方向投资被应用于定向设计的合成生物学药物开发,如基因编辑和逻辑线路调控的基因治疗方向,以及 mRNA 修饰技术及其递送系统的研究和免疫细胞治疗方向等。中国也有越来越多的团队在这一领域积极探索,部分研究方向已经处于与美国并跑甚至赶超的水平。” 在采访中,谢震向生辉介绍道。

他表示,合成生物学医药研发目前还处于比较早期,仍然存在很多瓶颈:如有限的基因元件,缺乏定量研究手段和理性设计方法等。合成生物学药物就像是一台分子机器,重点关注分子层面的可控、稳定和性能。因此,针对构建分子机器的基因元件,设计原则和控制理论方法的研究对合成生物药物开发意义重大。目前,合生在高通量人工基因元件挖掘和控制理论研究方向都做了重点布局。

基于合成生物技术,合生基因设计并开发了能够精准识别肿瘤和提高杀伤效果的基因线路,并将该基因线路插入到腺病毒载体中,形成了一种能够精准识别肿瘤、改善免疫环境、有效提高肿瘤杀伤能力的新型溶瘤病毒基因治疗药物平台 SynOV 系统。

在今年 9 月的专访中,谢震曾向生辉介绍了 SynOV 系统。基于这一系统,合生基因已经开设了多条抗肿瘤药物产品管线,SynOV1.1 就是其中的第一款产品,这是一款由甲胎蛋白(AFP)为启动子的高靶向特异性基因治疗溶瘤腺病毒,主要针对 AFP 阳性的实体瘤患者。此外,基于 SynOV 系统开发的靶向胃癌、胰腺癌的新药也在临床前研发阶段。

与其他溶瘤病毒大不相同,合生基因研发的溶瘤病毒拥有合成生物学的 “加持”。谢震介绍道,“经过工程学改造的 SynOV1.1 病毒被高度限定在肿瘤细胞中复制并杀伤肿瘤细胞,在正常细胞内无法完成复制;同时,还编码表达免疫因子调节肿瘤微环境并激活系统性免疫反应,这是合生基因产品的一大特色。”

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图丨合成生物学可以利用生物元件构建基因线路改造、编程活的生物体,调节基因表达和治疗活动的剂量、时间和定位,为癌症等无法治愈或难以治疗的疾病提供新的干预手段。(来源:合生基因)

“我们主要利用合成生物学的技术,针对腺病毒对于细胞内的信号的感知和响应进行调控。这样的调控能够感知细胞内的肿瘤特异性信号,提升病毒在进入肿瘤细胞后启动基因表达(病毒复制和下游因子释放)的靶向性和特异性。”

自 2014 年成立以来,合生基因一直致力于利用合成生物技术开发用以解决包括癌症、遗传疾病在内人类重大疾病的治疗药物和治疗方法。这家公司近年所取得的进展,与拥有药物研发和科学家背景的团队有着分不开的关系。

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图丨合生基因首席执行官陈彬博士(来源:合生基因)

2019 年,陈彬加入合生基因并担任首席执行官。他拥有十多年的跨国企业的创新药物研发及管理经验,曾在德国拜尔、美国强生、美国安进公司等国际知名药企任职,指导和参与 30 多个创新药的研究和临床开发工作,并有 4 个产品现已上市。

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图丨合生基因首席科学家谢震教授(来源:合生基因)

合生基因首席科学家谢震博士现为清华大学自动化系、清华北京信息科学与技术国家研究中心副教授,清华大学合成与系统生物学中心执委,中国生物技术协会合成生物技术分会主任委员。谢震自 2006 年起,分别在哈佛大学、麻省理工学院、清华大学从事医药合成生物学研究,是国内医药合成生物技术的主要研究人员之一。

将探索 SynOV1.1 与三大类药物联用

SynOV1.1 主要针对 AFP 阳性的实体瘤患者,包括中晚期肝癌、肝样腺癌等,特别是肝样腺癌这一肝转移率高、生存期低的少见瘤种,目前还没有有效的治疗药物。陈彬透露,“在临床前研究中,SynOV1.1 相比于已经上市的肝癌 I 线治疗药物和其他溶瘤病毒治疗产品,具有显著的治疗效果和安全性提升。”

关于这项位于美国的临床试验,陈彬介绍道,合生基因在美国将开展的无缝连接 I/IIa 临床属于生物标记物驱动型实验,将入组可瘤内注射的、AFP 阳性的所有中晚期实体瘤患者。

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图丨 SynOV1.1 腺病毒注射液(来源:合生基因)

中国是肝癌大国。2018 年全球癌症报告的数据显示,中国肝癌发病人数占全球病例的 46.7%。由于早期肝癌无明显症状,大部分肝癌患者在首次确诊时就已处于中晚期阶段,且预后效果不佳,5 年生存率仅为 12.1%。过去 3 年中,国内外已有 8 种药物获批用于治疗晚期肝细胞癌,包括仑伐替尼、“A+T” 组合一线治疗、O 药、K 药、卡瑞利珠单抗、卡博替尼、雷莫芦单抗,以及纳武利尤单抗联合伊匹木单抗二线治疗。

毫无疑问,晚期肝癌系统治疗将迎来靶向治疗、免疫检查点抑制剂和各种药物联合治疗共存的黄金时代。尽管近年肝癌治疗突飞猛进,但是还是有大批病人对现有疗法无反应或者反应率低,亟需更加安全、有效的创新免疫疗法来填补这一未被满足的临床需求。

陈彬向生辉透露,SynOV1.1 的临床开发策略为研究单药安全、耐受、有效性的同时探索与其它靶向 / 免疫疗法联合的协同效应。针对中晚期肝癌,肝样腺癌等恶性实体瘤,以免疫疗法为中心,联合靶向和局部治疗将是大趋势。

“SynOV1.1 身兼免疫和局部治疗两大方向,未来将考虑和三大类的药物联合:a) 抗血管生成的靶向药物,包括抗血管内皮细胞生长因子或其受体的抗体药;b) 免疫检查点抑制剂,包括抗 PD1/PDL1 的抗体;c)与 a) 和 b) 的三联用,也包括与相关靶点的双抗联用。”

作为全球首个获得美国 FDA 临床试验许可的、基于合成生物学技术的基因治疗创新药,SynOV1.1 的疗效仍然有待于临床的进一步考验。“我们期待即将开展的无缝连接 I/IIa 期临床试验能同时显示 SynOV1.1 的安全性、有效性以及与现有免疫疗法的协同作用,我们努力的目标是将这一拥有巨大临床潜力的创新药尽早地带给广大患者。”

 

星期一, 30 11月 2020 07:28

刘凯

 

 

刘凯

清华大学化学系

教授,特聘研究员,博士生导师

国家杰青,首席科学家

 

 

工作及教育经历:

2020-至今  清华大学化学系长聘副教授、特聘研究员、博导

     生命有机磷化学及化学生物学教育部重点实验室固定成员

     有机光电子与分子工程教育部重点实验室固定成员

     清华大学合成与系统生物学研究中心核心成员

2017-2020   中科院长春应化所稀土资源利用国家重点实验室 研究员、博导

2015-2017   荷兰格罗宁根大学、美国哈佛大学 博士后

2010-2015   荷兰格罗宁根大学Zernike先进材料研究所 博士学位

 

奖励与荣誉: 

国家杰出青年科学基金(2021

GF科技创新展讲解专家(2021

中国生物技术创新大会青年人才优秀团队奖(2020

中国工程院院刊Engineering优秀青年通讯专家(2020

中国稀土十大科技新闻(2020

国家重点项目首席科学家(2019

中国青年化学家元素周期表(2019

中科院卢嘉锡国际人才团队(2018

吉林省青年科技奖(2018

中科院长春分院青年先锋(2018

国家海外高层次青年人才计划(2017

荷兰NWO-Rubicon海外人才项目(2016

荷兰优秀博士论文(Cum Laude2015

国家优秀自费留学生奖(2015

 

学术兼职:

ACS Applied Bio Materials编委(2022-

GF生物交叉领域专家(2019-

科技部国家重点研发计划会评专家(2019-

中国工程院院刊Engineering通讯专家/客座编辑(2019-

温州市政府科技顾问(2019-

中国生物物理学会纳米生物学分会委员(2019-

中科院仪器装备研制项目专家(2018-

中国化学会《应用化学》编委(2018-

Current Nanomedicine编委(2018-

吉林省青年科协理事(2018-

 

研究方向:

研究方向为生物合成活性物质及高技术应用,尤其聚焦于高性能、可编程生物大分子(DNA、蛋白)及稀土杂合系统的生物合成及转化应用。构建了系列特种材料及其力学性能可编程性和对大创伤动态修复功能;建立了力学蛋白纳米组装新方法,并发展了鲁棒性纳米蛋白诊疗试剂;实现了生物活性分子超高密度信息编码和对大数据存储应用。截止202110月,在Sci. Adv.PNASNat. Commun.Angew. Chem.JACSAdv. Mater.Chem. Soc. Rev.Acc. Chem. Res.等期刊发表论文110余篇。专利申请40项,授权18项,多项正在落地转化。

 

近三年代表性论文:

1,Z. Meng, Q. Liu, Y. Zhang, J. Sun, C. Yang, H. Li, M. Loznik, R. Göstl, D. Chen, F. Wang*, N. A. Clark, H. Zhang, A. Herrmann*, K. Liu*, Highly stiff and stretchable DNA liquid crystalline organogels with super plasticity, ultrafast self-healing and magnetic response behaviors, Adv. Mater. 2021, 33, 2106208.

2,J. Sun, L. Xiao, B. Li, K. Zhao, Z. Wang, Y. Zhou, C. Ma, J. Li, H. Zhang, A. Herrmann*, K. Liu*, Genetically engineered polypeptide adhesive coacervates for surgical applications, Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 23687.

3L. Xiao, Z. Wang, Y. Sun, B. Li, B. Wu, C. Ma, V. S. Petrovskii, X. Gu, D. Chen, I. I. Potemkin, A. Herrmann, H. Zhang, K. Liu*, An artificial phasetransitional underwater bioglue with robust and switchable adhesion performance, Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 12082.

4C. Ma, B. Li, J. Zhang, Y. Sun, J. Li, H. Zhou, J. Shen, R. Gu, J. Qian, C. Fan, H. Zhang, K. Liu*, Significantly improving the bioefficacy for rheumatoid arthritis with supramolecular nanoformulations, Adv. Mater. 2021, 33, 2100098.

5S. Wang, B. Li, H. Zhang, J. Chen, X. Sun, J. Xu, T. Ren, Y. Zhang, C. Ma*, W. Guo*, K. Liu*, Improving Bioavailaibity of Hydrophobic Prodrugs through Supramolecular Nanocarriers based on Recombinant Proteins for Osteosarcoma Treatment, Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 11252.

6C. Ma, J. Sun, B. Li, Y. Feng, Y. Sun, L. Xiang, B. Wu, L. Xiao, B. Liu, V. S. Petrovskii, B. Liu, J. Zhang, Z. Wang, H. Li, L. Zhang, J. Li, F. Wang, R. Gostl, I. I. Potemkin, D. Chen, H. Zeng, H. Zhang, D. Weitz, K. Liu*, A. Herrmann*, Ultra-strong bio-glue from genetically engineered polypeptides, Nat. Commun. 2021, 12, 3613.

7J. Sun, C. Ma, S. Maity, F. Wang, Y. Zhou, G. Portale, R. Göstl, W. H. Roos, H. Zhang, K. Liu*, A. Herrmann*, Reversibly photo-modulating mechanical stiffness and toughness of bioengineered protein fibers, Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 3222.

8J. Sun, C. Ma, B. Li, F. Wang, K. Liu*, H. Zhang, Proteinaceous fibers with outstanding mechanical properties manipulated by supramolecular interactions, CCS Chem. 2020, 2, 1669.

9C. Ma, B. Li, B. Shao, B. Wu, D. Chen, J. Su*, H. Zhang, K. Liu*, Anisotropic protein organofibers encoded with extraordinary mechanical behaviors for cellular mechanobiology applications, Angew. Chem., Int. Ed. 2020, 59, 21481.

10C. Ma, J. Dong, M. Viviani, I. Tulini, N. Pontillo, S. Maity, Y. Zhou, W. H. Roos, K. Liu*, A. Herrmann*, G. Portale*, Denovo rational design of a freestanding, supercharged polypeptide, proton conducting membrane, Sci. Adv. 2020, 6, eabc0810.

11J. Li#, Y. Sun#, Y. Liang#, J. Ma*, B. Li, C. Ma, R. Tanzi, H. Zhang, K. Liu*, C. Zhang*, Extracellular elastin molecule modulates Alzheimer’s Aβ dynamics in vitro and in vivo by affecting microglial activities, CCS Chem. 2020, 2, 1830.

12B. Shao, S. Wan, C. Yang, J. Shen, Y. Li, H. You, D. Chen*, C. Fan, K. Liu*, H. Zhang*, Engineered Anisotropic Fluids of Rare Earth Nanomaterials, Angew. Chem., Int. Ed. 2020, 59, 18213.

13Y. Zhang, L. Kong, F. Wang, B. Li, C. Ma, D. Chen*, K. Liu*, C. Fan, H. Zhang, Information stored in nanoscale: encoding data in a single DNA strand with Base64, Nano Today 2020, 33, 100871.

14Y. Li, J. Li, J. Sun, H. He, B. Li, C. Ma, K. Liu*, H. Zhang, Bio-inspired and Mechanically Strong Fibers Based on Engineered Non-Spider Chimeric Proteins, Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 8148.

15J. Li, B. Li, J. Sun, C. Ma, S. Wan, Y. Li, R. Göstl, A. Herrmann, K. Liu*, H. Zhang, Engineered Near-Infrared Fluorescent Protein Assemblies for Robust Bioimaging and Therapeutic Applications, Adv. Mater. 2020, 32, 2000964.

16H. He, C. Yang, F. Wang*, Z. Wei, J. Shen, D. Chen, C. Fan, H. Zhang, K. Liu*, Mechanically strong globular protein-based fibers via microfluidic spinning technique, Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 4344.

17Z. Sun, C. Yang, F. Wang, B. Wu, B. Shao, Z. Li, D. Chen*, Z. Yang*, K. Liu*, Biocompatible and pHResponsive Colloidal Surfactants with Tunable Shape for Controlled Interfacial Curvature, Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 9365.

18C. Ma, J. Su, B. Li, A. Herrmann, H. Zhang, K. Liu*, Solvent-free plasticity and programmable mechanical behaviors of engineered proteins, Adv. Mater. 2020, 32, 1907697.

19J. Sun, J. Su, C. Ma, R. Göstl, A. Herrmann, K. Liu*, H. Zhang,Fabrication and mechanical properties of engineered protein-based adhesives and fibers, Adv. Mater. 2020, 32, 1906360.

20C.Ma, J. Su, Y. Sun, Y. Feng, N. Shen, B. Li, Y. Liang, X. Yang, H. Wu, H. Zhang, A. Herrmann*, R. E. Tanzi, K. Liu*, C. Zhang*, Significant upregulation of Alzheimer’s β-amyloids in vivo induced by extracellular elastin polypeptides, Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 18703.

21H. He, K. Zhao, L. Xiao, Y. Zhang, Y. Cheng, S. Chen, L. Zhang*, X. Zhou*, K. Liu*, H. Zhang, Detection and chiral recognition of α-hydroxyl acid through proton and CEST NMR using Yb macrocyclic complex, Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 18286.

22L. Zhang, C. Ma, J. Sun, B. Shao, D. Chen, G. Portale, K. Liu*, A. Herrmann*, Genetically engineered supercharged polypeptide fluids: fast and persistent self-ordering induced by a touch, Angew. Chem. Int. Ed. 2018. 57, 6878.

 

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星期三, 25 11月 2020 07:17

高军涛

 

 

高军涛

清华大学  信息国家研究中心

副研究员      

 

 

教育经历

2000.09 –2005.07  德国海德堡大学      系统生物学        博士

1997.09 –2000.07  中国科学院              生物物理学   硕士

1992.09 –1997.07  首都医科大学          生物医学工程    学士

 

工作简历

2006-01-17至2006-04-01   欧洲分子生物学实验室   访问学者

2006-04-102010-11-30  美国Stowers医学研究所  博士后

2010-12-012011-10-28  美国伊利诺伊大学  研究科学家

2012年-现在   清华大学  副研究员

 

专业优势(当前工作领域)

利用超分辨显微技术,活细胞成像,蛋白质作用网络,和组学分析技术来建立和研究细胞生物学和三维基因组学中的新方法。

曾领导(参与)过的(国家级)科研项目

1)作为项目骨干,参与国家自然科学基金委重大项目:“ 血液肿瘤的细胞异质性及其演化研究”(项目批准号:81890990, 资助金额 1679.2万元,项目执行期5年(201911-20231231日)。国家自然科学基金重大项目(课题)818909912019/01-2023/12,造血细胞异质性的形成规律及调控机制,395.2万元,在研,参加。

2作为研究骨干,参与了2018年度国家自然科学基金委集成项目:“消化道炎癌转化共性网络机制的集成研究”(项目批准号:91729301项目执行期1年(201811-20181231日),资助金额 150 万元。项目主持人:李梢。已经结题。

3)作为项目主持人,主持国家自然科学基金面上项目用新型偏振调制超分辨显微系统和生物信息方法来研究CTCF介导的基因组三维结构(编号:31671383,项目执行期4年,起止日期:201711-20201231日),资助金额62万元。项目主持人:高军涛。

4)参与了国家重点研发计划“蛋白质机器在肺组织生理病理临界转化过程中的系统生物学研究”(项目编号:2017YFA0505503)中的课题蛋白质机器动态网络的临界理论和方法研究起止日期:2017 07 月 至 2022 06 月,经费1066万元。项目主持人:陈洛南。

5)参与了清华大学结构生物学高精尖创新中心竞争性科研经费项目“光学超分辨-冷冻电镜偶联成像技术的开发及其在蛋白结构和动力学中的应用”,起止日期:2017 01 月 至 2020 12 月,经费120万元。项目编号:100300001  部门编号:997012045。项目主持人:张奇伟。

 

代表性论文

1.   Long Chen*, Xingye Chen, Xusan Yang, Chao He, Miaoyan Wang, Peng Xi, Juntao Gao*. Advances of super-resolution fluorescence polarization microscopy and its applications in life sciences. Computational and Structural Biotechnology Journal, 2020, 18: 2209-2216. 

 

2.   Jing Niu, Xu Zhang, Guipeng Li, Pixi Yan, Qing Yan, Qionghai Dai, Dayong Jin, Xiaohua Shen, Zsuzsanna Izsvak, Jichang Wang, Michael Q. Zhang, Juntao Gao*. Novel Cytogenetic Method to Image Chromatin Interactions with Sub-kilobase Resolution: Tn5-FISH. 2020, accepted by JOURNAL OF GENETICS & GENOMICS.

 

3.   Karl Zhanghao, Xingye Chen, Wenhui Liu, Meiqi Li, Yiqiong Liu, Yiming Wang, Sha Luo, Xiao Wang, Chunyan Shan, Hao Xie, Juntao Gao, Xiaowei Chen, Xiangdong Li, Yan Zhang, Qionghai Dai*, Peng Xi*. Super-resolution Imaging of the Fluorescent Dipole Assembly with Polarized Structured Illumination Microscopy. Nature Communications,   2019 , 10:4694. doi:10.1038/s41467-019-12681-w

 

4.   Long Chen, Miaoyan Wang, Xu Zhang, Michael Zhang, Yucheng Hu*, Zuoqiang Shi*, Peng Xi* and Juntao Gao*. Group-sparsity-based super-resolution dipole orientation mapping (GS-SDOM). IEEE Transactions on Medical Imaging, 2019 Apr 11. doi: 10.1109/TMI.2019.2910221.

 

5.   Ahmed Abbas, Xuan He, Jing Niu, Bin Zhou, Guangxiang Zhu, Zishan Ma, Juntao Gao, Michael Q Zhang, and Jianyang Zeng*. Integrating Hi-C and FISH data for modeling 3D organizations of chromosomes. Nature Communications, 10, doi:10.1038/s41467-019-10005-6 (2019) (Editors’ Highlights).

 

6.   Tszshan Ma, Long Chen, Maoxiang Shi, …, Michael Zhang*, Juntao Gao*. Developing novel methods to image and visualize 3D genomes, Cell Biology & Toxicology, 2018. Invited review.

 

7.   Zhenhai Du, Hui Zheng, Bo Huang, Rui Ma, Jingyi Wu, Xianglin Zhang, Jing He, Yunlong Xiang, Qiujun Wang,Yuanyuan Li, Jing Ma, Xu Zhang, Ke Zhang, Yang Wang, Michael Q. Zhang, Juntao Gao, Jesse R. Dixon, Xiaowo Wang, Jianyang Zeng & Wei Xie. Allelic reprogramming of 3D chromatin architecture during early mammalian development, Nature, 547, 232–235 (13 July 2017)

 

8.   Maoxiang Shi, Juntao Gao*, Michael Zhang*, Web3DMol: interactive protein structure visualization based on WebGL, Nucleic Acid Research, Volume 45, Issue W1, 3 July 2017, Pages W523–W527, doi: 10.1093/nar/gkx383

 

9.   Mohamed Nadhir Djekidel, Mengjie Wang, Michael Q. Zhang*, Juntao Gao*. HiC-3DViewer: a new tool to visualize Hi-C data in 3D space. Quantitative Biology, 2017, 5(2): 183–190.

 

10.  Xusan Yang, Karl Zhanghao, Hening Wang, Yujia Liu, Fan Wang, Xu Zhang, Kebin Shi, Juntao Gao*, Dayong Jin*, and Peng Xi*, Versatile Application of Fluorescent Quantum Dot Labels in Superresolution Fluorescence Microscopy. ACS Photonics, 2016, 3(9), pp 1611–1618, DOI: 10.1021/acsphotonics.6b00178.

 

11.  Karl Zhanghao, Long Chen, …, Juntao Gao*, Peng Xi*. Super-resolution Dipole Orientation Mapping with Polarization Demodulation. Light: Science & Applications, 2016, 5, e16166; doi: 10.1038/lsa.2016.166 本工作被《Nature Methods》作为Research Highlights进行了报道。

 

12.  Yang Wang, Yanjian Li, Juntao Gao* and Michael Q. Zhang*. A novel method to identify topological domains using Hi-C data. Quantitative Biology. 2015, DOI 10.1007/s40484-015-0047-9

 

13.  Mingjing Gao, Zhen Zhao, Pengyu Lv, YuFang Li, Juntao Gao*, Michael Zhang*, Baolu Zhao. Quantitative combination of natural anti-oxidants prevents metabolic syndrome by reducing oxidative stress. Redox Biology. 2015,6:206–217

 

14.  Juntao Gao Guimerà Roger, Li Hua, Pinto Ines, Marta Sales-Pardo, Wai Stephanie C, Rubinstein Boris, Li Rong (2011) Modular coherence of protein dynamics in yeast cell polarity system. Proc. Nat. Acad. Sci. April 18, 2011, doi: 10.1073/pnas.1017567108

 

15.  Murmann Andrea, Juntao Gao, Encinosa Marrisa, Mathieu Gautier, Peter Marcus, Eils Roland, Lichter Peter, Rowley Janet D. (2005) Local gene density predicts the spatial position of genetic loci in the interphase nucleus. Experimental Cell Research 311: 14-26(被引用122次)

专利情况

针对目标核酸靶标的探针的制备方法,专利号:ZL 201910197017.3。发明人:张旭,高军涛,张奇伟,申请日期:2019315日。专利权人:清华大学,授权公告日:2020109日。

一种实现超分辨偶极子取向解析的方法,专利号:201610444289.5。发明人:陈龙,张昊,杨旭三,王淼妍,张奇伟,高军涛,席鹏,申请日期:2016620日。专利权人:北京大学,授权公告日:2016127日。 

社会贡献以及所产生的经济效益

发表了近三十篇包括国际著名期刊PNASNature在内的SCI文章,被引用二百多次。 其中,作为第一作者发表的“葡萄籽中多酚类物质对氧自由基清除作用的ESR研究”一文,为国内最早研究葡萄籽提取物对自由基损伤作用的论文,对国内葡萄籽提取物企业如天 津尖峰天然产物研究开发有限公司的研发和业务发展起到了良好的指导和推动作用。

媒体报道

2017年:  

在国内,清华大学综合新闻,对本人和颉伟教授的合作工作进行报道: http://news.tsinghua.edu.cn/publish/thunews/10303/2017/20170714112306959948 210/20170714112306959948210_.html

2016年:

在国际上,世界方法学的权威学术期刊《Nature Methods》以“研究亮点”(research highlights)的形式,对本人工作进行了报道。第13卷,第11 期,第902页。  

在国内,清华大学的新闻头条,对本人和北京大学席鹏教授、澳大利亚金大勇教授的合作 的报道: http://www.tsinghua.edu.cn/publish/thunews/9649/2016/201611170909111611888 49/20161117090911161188849_.html 

在国内,科学网论文频道一周(201610 31日至 11 6)“最受关注论文”的排行 榜冠军: http://news.sciencenet.cn/htmlpaper/2016111114465655241879.shtm

 

 

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2020年度中国人工智能学会

会士增选公示

根据《中国人工智能学会章程》、《中国人工智能学会会士产生与评定工作办法》,学会于2020年6月启动中国人工智能学会会士候选人提名工作。经学会会士提名、会士评定专家委员会办公室审查、会士评定专家委员会审议投票等程序,评选出王耀南、王恩东等9位会士人选。其中张学工教授为我中心(合成与系统生物学研究中心)的核心成员,现将名单予以公示,公示期共14日(自2020年8月25日至9月7日)。

 

20200826

5月19日,国际学术期刊《核酸研究》(Nucleic acids research)以“突破性研究论文(Breakthrough Article)”形式在线发表了清华大学汪小我课题组题为“基于深度生成式模型的大肠杆菌合成启动子设计“ (Synthetic promoter design in Escherichia coli based on a deep generative network) 的研究论文。该项研究首次用人工智能方法设计产生全新的基因启动子,为生物调控元件的设计和优化提供了崭新的手段。

20200527-11

 

基因调控元件作为搭建合成生物系统的基石,在代谢工程、基因治疗等领域有广泛用途。工程生物系统的构建需要大量具有优良性能的调控元件作为支撑,以适配不同底盘细胞和工作环境的需求。过去,人工元件的获取主要通过对自然元件的简单改造,例如通过对天然序列的随机突变、功能片段拼接组合等方法,结合定向进化等实验来筛选获得新的元器件。这些方法一方面成功率低,另一方面通常只能获得与天然序列非常相似的元件,难以发现全新的调控元件。以100碱基长度的序列为例,其潜在的序列组合达到了4100种可能, 但天然的元件仅占其中很小一部分,潜在的序列空间远超目前实验文库的筛选能力。

随着人工智能和大数据时代的到来,深度学习技术在复杂对象的特征表征、多模态融合、样本自动生成等问题中表现出独特的优势,为生物分子的设计提供了新的可能。该研究将人工智能技术应用于构建全新的基因调控元件,从自动化设计的角度,利用深度学习技术并融合生物先验知识来建立调控元件的生成模型。通过在计算机中的算法寻优部分替代生物实验上的随机搜索,可以大大提高实验的成功率。课题组在大肠杆菌中成功实现了全新基因启动子的设计与生成。该方法可以产生大量全新的启动子,经过迭代优化后实验验证成功率已超过 70%。这些由人工智能方法设计的全新元件具备了天然元件关键特征的统计特性,并同时具有一些非天然典型的序列模体,在整体序列排布上可以做到与天然启动子很低的相似性,降低了与天然基因组的同源重组风险。同时,优化后的人工元件可以具备比天然序列更高的转录活性。理论上,该方法可以产生数量远远超过天然启动子的全新元件,极大地丰富了可用于工程生物学研究的调控元件库。

该研究从实践上证明了利用人工智能方法创造全新生物调控元件的可行性,对推动工程生物系统更加高效、安全、可控的智能化设计与构建具有重要意义。人工智能技术与工程生物技术的交叉,未来将可能对促进代谢工程、分子育种、基因治疗等领域的发展产生深远影响。

汪小我现为清华大学自动化系长聘副教授,主要研究方向为模式识别与机器学习、生物组学大数据分析、人工合成生物系统的设计与控制。目前担任中国生物工程学会理事、青年工作委员会主任委员。该项研究得到了国家自然科学基金创新研究群体项目的支持。

原文链接https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkaa325/5837049

 

 

 

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