随着疫情防控态势逐渐趋稳，社会生产生活正常秩序逐渐恢复，如何让每一个有需要的人都能够得到方便、快捷、灵敏的新冠病毒核酸检测，对当前疫情防控和复产复工复学具有极为重要的意义。

日前，清华大学药学院白净卫、李寅青与医学院生物医学工程系刘鹏课题组在北京市科委和清华大学自主研发计划支持下联合研发出一体化自助式SARS-CoV-2核酸检测卡盒（BINAS），在解决以上问题上取得重大突破。该卡盒具有居家检测的便捷性，两个推杆一推一拉之间，30分钟内即可实现“样本入、结果出”！

自疫情发生以来，清华大学高度重视，全力开展各项攻关工作。药学院积极响应、迅速组织科研攻关团队。此次核酸检测卡盒的问世，无疑是药学院在抗“疫”工作方面进入了又一个令人欣喜且值得期待的全新阶段。

这些技术难关是如何突破的呢？

“整装待发”的新冠检测卡盒

在回答这个问题前，首先需要科普一下核酸检测到底是什么，以及为什么它能准确地检出新冠病毒。

核酸是核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）的总称，也就是我们常说的RNA和DNA，是生物体遗传信息的总和。

核酸就好比一张设计图纸，没有它就永远盖不好一座大楼。

现在常用的检测方式如荧光PCR法（Polymerase Chain Reaction，聚合酶链式反应），便是利用PCR可以在生物体外扩增特定的DNA片段，从而达到检测的目的。

换句话说，待测样品（疑似病人试样）就好比一个陌生人，我们不知道他是谁，但他有一张独一无二的“身份证”——目标DNA。我们利用PCR法不但可以看到他的“身份证”，还可以扩增复制很多张，从而利用荧光检测来确定他到底是谁！

这个过程说来简单，但实际操作并不容易。

核酸检测并不像曼妥思糖丢入汽水时瞬间剧烈反应，也不像硫酸铜滴入氢氧化钠会出现明显的阳性反应，所以以往的核酸检测往往需要在严苛的实验环境条件和专业的设备下，经过2-3小时的繁琐操作和反应才能得到检测结果。而且，在取样过程中非常容易受到杂质的影响，从而导致核酸提取的损失，受实验条件的影响还会导致样本扩增倍率低，最终经常导致“假阴性”情况出现。

刘鹏（左），白净卫（中），李寅青（右）

而清华大学白净卫、李寅青、刘鹏团队，正是克服了以往核酸检测对时间、条件和灵敏度的苛刻要求，实现了从咽拭子取样、一体化卡盒反应、胶体金试纸条读取的自助操作，在保证准确率的前提下，30分钟内即可出结果！

一体化卡盒的基本流程

“时间提速是我们这次做核酸检测要解决的最大难题！”白净卫此前长期从事基因测序技术的研究，积累了丰富的核酸样本采集、处理、检测的经验。他介绍，核酸检测PCR法利用传统的方式让样品扩增，一开始样品复制很快，但后期速度就递减，耗时太长。

“我们在技术攻关中，采用了巢式等温扩增（ITA）技术。”白净卫表示。

所谓的“巢式”，可以理解为 “嵌套”，一个环节嵌套一个环节。白净卫把新冠检测这类恒量核酸样本的扩增的过程比喻为“运动员长跑”，运动员一开始速度很快，但是往往耐力不足。样品扩增也是如此，一开始复制很快，但中途就衰减下来，所以为了提高速度，他们把“长跑”改成 “接力跑”，可以在短时间内完成对个位数的新冠病毒进行检测。

灵敏

时间允许条件下样本准确率近100%

药学院李寅青长期从事 CRISPR 技术和微量核酸处理技术的研发，积累了丰富的样本处理、核酸扩增和检测经验。在核心检测技术研发上，他与白净卫紧密配合。

为了克服传统检测方法出现“假阴性高”问题，李寅青表示，他们在样本获取、核酸扩增、病原识别、胶体金免疫层析显色等环节，都进行了整合简化，减少检验人员的干预，提升检测的灵敏度。

共同探讨研究思路

“比如在简化样本处理方面，由于咽拭子样本通常含有抑制反应的杂质，常规检测样本通常需要经过核酸提取过程，这个流程费时且人工操作相对复杂，不适合未经培训的人员使用。”李寅青说，他们通过优化裂解流程和后端扩增试剂，实现不经过核酸提取直接进入反转录等温扩增的流程，极大的降低检测过程复杂性，减少了因杂质导致的“假阴性”案例。

李寅青介绍，他们用新研发的技术对19 例 QPCR（传统的实时荧光定量PCR方法）阳性患者样本进行了复合，结果全部可以检出。

“结果证明了本项目的灵敏度接近QPCR的灵敏程度，QPCR是300 拷贝/毫升（copies/ml），我们的灵敏度小于400拷贝/毫升。此外，与近期于国际顶级期刊 Nature Biotechnology 报道的美国加州基于CRISPR原理开发的高灵敏度技术相比，本项目独创的带标签的巢式等温扩增技术检测时间更短灵敏度更高。”李寅青表示。

便捷

一推一拉搞出结果！

如果说白净卫与李寅青主要的工作是开发检测软件，那么医学院刘鹏所承担的任务就是研发硬件——“检测盒”。

刘鹏在医学院生医系一直从事微流控与生物芯片方面的研究工作。“这个项目最初的想法就是实现居家使用，形状要便携，性能要集成。药学院项目组前期的开发的检测试剂灵敏度高，速度快，受杂质干扰小，恒温检测对温控要求低，这些都为卡盒一体化集成提供了有利前提。”他提到“集成”的概念，“把检测环节都集中一个卡盒上，通过精密的流体控制，达到高灵敏度的检测效果。”

刘鹏介绍，以上操作和试剂将由“一体集成化微流控卡盒”承载：第一步，移动杆带动注射器式的活塞导致裂解的样品流入第一个等温扩增腔；第二步，反应10 分钟后，反应产物被稀释；第三步，泵入第二个等温反应室进行带探针的进一步扩增；最后，将反应混合物泵入装有层流试纸条的室中，以读出测试结果。这其中，卡盒含有 USB 或电池供电的简易恒温电路，可以提供扩增反应所需要的温度。

由美术学院赵超教授完成的卡盒外观设计成品

“为提高卡盒的用户使用体验，我们邀请了清华美院副院长赵超教授对卡盒进行结构和外观设计，赵老师从用户操作和体验等多个角度对卡盒的定型提供了非常大的帮助，预计未来的卡盒长宽高约为10x10x3cm，检测者使用时只要把两个推杆上下各一推，30分钟内就可以查看结果，操作非常简单。” 刘鹏表示，根据他们的设想，未来还将进行批量化检测卡盒研发，进行多样本检测，并将开发移动端 APP，辅助用户使用和结果判读。

操作卡盒中

据悉，下一步，该项目团队将推进小批量卡盒装配，验证批量化生产的可行性，同时与医院合作，加快临床样本的验证。目前，团队也正在积极寻找未来的合作伙伴，加快检测卡盒的报批工作。

研发 

没有想太多，只想做点事

白净卫、李寅青、刘鹏，三人在清华的经历非常相似，都是70后或80后，都有留美科研经历，科研兴趣相近，平时交流很多。

今年春节，“武汉封城”的消息让三人坐立不安。当时，他们不约而同搜索了领域内的相关论文并咨询了战斗在抗疫一线的医护工作者，发现核酸检测领域缺少这种能实现一体化、自助操作、高灵敏度的检测技术。在交流中一拍即合！他们立即决定开展研发，希望新产品无需任何仪器设备或操作员培训，即可作为门诊、现场或家庭自助式病毒检测手段。

说干就干！大年初四，三人在李寅青家里集合一起讨论。习惯了平时讨论把思路写在展板上的仨人，把李寅青家的客厅当成了实验室，用孩子的彩笔把思路写在了墙上。

写在墙上的研发思路

“之后，我们基本是按照当时的思路一步步的实现。” 李寅青说，从2月的思路规划、设计胶囊卡盒，到3月的Nest ITA和3D微流控，到4月的临床样本、卡盒集成，一步接一步。面对疫情，谁也不敢松懈，刚开始因为疫情影响，主要工作都是三个人亲力亲为，后来陆续有年轻的研究生们放弃寒假休息主动加入，丁胜老师让出了自己的细胞间，鲁白老师派学生前来充实人手，程京老师给予很多指导意见，期间也获得了很多热心抗疫的企业帮助和奋斗在抗疫一线的医务专家的指导，现如今，他们已经把5月、6月甚至到今年年底的攻关计划安排好，逐步推进。

正如白净卫、李寅青、刘鹏在采访中所说：“疫情当前，作为年轻的科研人员，真的没有想太多，轻装上阵，只想切切实实地为疫情防控能做点儿事！”

原文链接：

https://mp.weixin.qq.com/s/9GSCuy171PR5WCD0j_lnxg

李春

清华大学  化工系生物化工研究所

教  授      博士生导师

国家杰出青年科学基金获得者

教育经历

2001.08 –2003.10  清华大学      生物化工   博士后

1998.02 –2001.08  天津大学      生物化工   博士

1997.08 –1998.02  天津科技大学  发酵工程   进修

1997.07 –1997.08  中国农业大学  食品生物技术培训

1992.08 –1995.06  石河子大学    微生物学   硕士

1988.09 –1992.07  石河子大学    植物保护   学士

工作简历

2017.09 –2020.04  北京理工大学特聘教授、化学与化工学院副院长，化学工程与技术学科责任教授

2011.02 –2012.01  美国伊利诺伊大学香槟分校（UIUC）化工与生物分子工程系从事合成生物学研究

2005.05 –2017.09  北京理工大学百人计划教授、生物工程系主任，学科责任教授

2003.10 –2006.05  石河子大学教授、校长助理，建立化学化工学院并担任首届院长

2001.08 –2003.10  清华大学化工系从事生物化工领域的博士后研究，石河子大学副教授

1995.07 –1997.06  石河子大学食品工程学院实验中心主任，讲师

研究方向

长期开展1）天然产物的微生物合成与生物转化；2）工业微生物的抗逆重编程与工程应用；3）农业微生物菌剂工程的研究工作。在ACS Energy Lett、 ACS Catal、N C、AIChE J、Chem Eng Sci、Metabolic Eng、ACS Synth Biol、JBC、AEM、J PhyChem Lett、中国科学和化工学报等期刊发表论文220余篇，Web of Science引用超过3000次。获授权国家发明专利31项，近十年完成了4项技术的产业化应用与示范。

获奖荣誉

2004年入选教育部“新世纪优秀人才计划”，2005年获“霍英东青年基金奖”，2006年享受国务院政府特殊津贴，2014年获得国家杰出青年科学基金，2017年获得“侯德榜化工科技创新奖”，2017年遴选为全国“生物工程学”首席科学传播专家。获省部级科技成果奖励4项。组织并指导大学生的合成生物学作品连续7年获得美国MIT主办的“国际遗传工程机器竞赛” （iGEM）金奖（2012-2019）。

代表性论文

1. Sun Wentao, Xue Haijie, Liu Hu, Lv Bo, Yu Yang*, Wang Ying*, Huang Meilan, Li Chun*, Controlling chemo- and regioselectivity of a plant P450 in yeast cell toward rare licorice triterpenoid biosynthesis. ACS Catalysis 2020, 4253-4260.
2. Liu Hu,Cao Mingming,Wang Ying,Lv Bo andLi Chun*. Bioengineering oligomerization and monomerization of enzymes: learning from natural evolution to matching the demands for industrial applications. Critical Reviews in Biotechnology, 2020, 40(2):231-246 
3. Xu Ke, Qin Lei, Bai Wenxin, Wang Xiaoyan, Li Fan, Ren Shichao, Gao Xiaopeng, Chen Bo, Tong Yi, Li Jun, Li Bing-Zhi, Yuan Ying-Jin, and Li Chun*. Multilevel Defense System (MDS) Relieves Multiple Stresses for Economically Boosting Ethanol Production of Industrial Saccharomyces cerevisiaACS Energy Lett. 2020, 5, 572−582
4. Ming Zhu, Caixia Wang, Wentao Sun, Anqi Zhou, Ying Wang, Genlin Zhang, Xiaohong Zhou, Yixin Huo, Li Chun*. Boosting 11-oxo-β-amyrin and glycyrrhetinic acid synthesis in Saccharomyces cerevisiae via pairing novel oxidation and reduction system. Metabolic Engineering, 2018, 45, 43-50.
5. Ke Xu，Bo Lv，Yi-Xin-Huo，Li Chun*. Toward the lowest energy consumption and emission in biofuel production: combination of ideal reactors and robust hosts. Current Opinion in Biotechnology, 2018, 50: 19-24.
6. Lv Bo, Sun Hanli, Huang Shen, Feng Xudong, Jiang Tao, Li Chun*.  Structure-guided engineering of the substrate specificity of a fungal β-glucuronidase toward triterpenoid saponins. Journal of Biological Chemistry, 2018, 93(2):433-443.
7. Yu Yuan, Chang Pengcheng, Yu Huan, Ren Huiyong, Hong Danning, Li Zeyan, Wang Ying, Song Hao, Huo Yixin and Li Chun*. Productive Amyrin Synthases for Efficient α-amyrin Synthesis in Engineered Saccharomyces cerevisiae. ACS Synthetic Biology, 2018, 7(10), 2391-2402.
8. Xudong Feng, Xiaoyan Wang, Beijia Han, Changling Zou, Yuhui Hou, Lina Zhao and Chun Li*.  Design of Glyco-Linkers at Multiple Structural Levels to Modulate Protein Stability. The Journal of Physical Chemistry Letters. 2018, 9, 4638−4645
9. Xu Yinghua, Feng Xudong, Jia Jintong, Chen Xinyi, Jiang Tian, Rasool Aamir, Lv Bo, Qu Liangti, Li Chun*. A Novel β-Glucuronidase from Talaromyces pinophilus Li-93 Precisely Hydrolyzes Glycyrrhizin into Glycyrrhetinic Acid 3-O-Mono-β-d-Glucuronide. Applied and Environmental Microbiology, 2018,84(19):00755-18
10. Zhao Yujia, FanJingjing, Wang Chen, Feng Xudong*, Li Chun*. Enhancing oleanolic acid production in engineered Saccharomyces cerevisiae. Bioresource Technology.2018 (257) :339–343.
11. Yinghua Xu, Yanli Liu, Aamir Rasool, Wenwen E, Li Chun*. Sequence Editing Strategy for Improving Performance of β-glucuronidase from Aspergillus terreus. Chemical Engineering Science, 2017, 167: 145-153.
12. Yujia Zhao, Bo Lv, Xudong Feng*, Li Chun*. Perspective on Biotransformation and De Novo Biosynthesis of Licorice Constituents. Journal Agriculture Food Chemistry. 2017, 56(51): 14949-14958
13. Jia Haiyang, Sun Xiangying, Sun Huan, Li Chenyi, Wang Yunqian, Feng Xudong, Li Chun*. Intelligent Microbial Heat-Regulating Engine (IMHeRE) for Improved Thermo-Robustness and Efficiency of Bioconversion. ACS Synthetic Biology, 2016, 5(4): 321-320.
14. Aamir Rasool, Genlin Zhang, Zhe Li, Li Chun*. Engineering of Terpenoid Pathway in Saccharomyces cerevisiae Cooverproduce Squalene and Oleic acid. Chemical Engineering Science, 2016, 152:457-467
15. Xudong Feng, Heng Tang, Beijia Han, Bo Lv, Chun Li*. Engineering the thermostability of β-glucuronidase from Penicillium purpurogenum Li-3 by loop transplant. Applied Microbiology and Biotechnology, 2016. 100(23), 9955-9966
16. Zhang Genlin, Cao Qian, Liu Jingzhu, Liu Baiyang, Li Jun, Li Chun*. Refactoring ß-amyrin synthesis in Saccharomyces cerevisiae. AIChE Journal. 2015, 61(10): 3172-3179.
17. Li Zhe, Guo Xiaoxiao, Feng Xudong, Li Chun*. An environment friendly and efficient process for xylitol bioconversion from enzymatic corncob hydrolysate by adapted Candida tropicalis. Chemical Engineering Journal. 263 (2015) 249–256
18. Qiao Lifeng, Lv Bo, Feng Xudong, and Li Chun*. A new application of aptamer: One-step purification and immobilization of enzyme from cell lysates for biocatalysis. Journal of Biotechnology. 2015, 203: 68-76.
19. 王颖，李春*. 细胞工厂中的代谢传质与过程强化. 中国科学：生命科学，2017, 47: 544-553.
20. 朱明，王彩霞，李春*. 工程化酿酒酵母合成植物三萜类化合物. 化工学报，2015，66(9):3350-3356

联系方式：

清华大学化学工程系，英士楼407

北京100084，中国

电话：1510684649

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2月19日，国际计算生物学会（International Society for Computational Biology，简称ISCB）官网公布了今年新一届的会士名单，我系信息处理研究所张学工教授入选，成为首位入选的中国学者。

ISCB成立于1997年，是生物信息学与计算生物学领域最大规模的国际学术组织，旨在通过计算促进对生命系统的理解并促进全球科学进步。ISCB 会士旨在表彰在计算生物学和生物信息学领域做出重大贡献的杰出成员，选择的标准是基于这些学者所做出的科学贡献的重要性。本年度共有12位科学家入选。

新冠肺炎疫情自发生以来，我国学术界得到了国际同行和友人的很多关心和问候。3月6日，张学工教授作为中国人工智能学会生物信息学与人工生命专业委员会主任、中国生物工程学会计算生物学与生物信息学专业委员会常务副主任以及《定量生物学（Quantitative Biology）》期刊执行主编，向国际计算生物学学会（ISCB）致函，感谢国际同行的关心和支持，介绍了中国控制疫情的措施和情况，并重点介绍了中国计算生物学学者在疫情应对和研究中的积极贡献。

3月11日，学会主席Thomas Lengauer教授复函，感谢张学工教授向学会分享的信息，高度赞赏疫情初期及时开展研究和共享数据的重要性，希望学会向国际同行提供的分享论文、数据和其他信息的平台能为新冠肺炎研究做出贡献，祝愿中国学者们早日从疫情影响中恢复。

  国际计算生物学会（International Society for Computational Biology，简称ISCB）官网近日公布了今年新一届的会士名单，中国生物工程学会常务理事、计算生物学与生物信息学专业委员会常务副主任、清华大学自动化系教授张学工入选，成为首位入选的中国学者。

ISCB成立于1997年，是生物信息学与计算生物学领域最大规模的国际学术组织，旨在通过计算促进对生命系统的理解并促进全球科学进步。ISCB 会士旨在表彰在计算生物学和生物信息学领域做出重大贡献的杰出成员，选择的标准是基于这些学者所做出的科学贡献的重要性。本年度共有12位科学家入选。

ISCB官网评价：清华大学张学工教授在发展转录组和RNA-seq数据的计算分析方法（如DEGseq、DEsingle、SCRL和scFly等）方面做出了重要贡献，建立了有影响力的研究生项目，培养了大量学生，推动了中国计算生物学和生物信息学的发展。

此外，张学工教授于2019年7月当选为国际计算生物学会理事（Board member）。目前ISCB共有24名理事，张学工教授是唯一来自中国的理事，同时也是目前唯一的华人理事。

ISCB官网新闻链接：https://www.iscb.org/iscb-news-items/4250-2020-feb19-iscb-congratulates-2020-class-fellows

张数一

清华大学  药学院

博士  助理教授

教育经历

2005年-2009年     清华大学        本科

2009年-2015年     宾夕法尼亚州立大学    博士

2015年-2019年  麻省理工学院        博士后

2019至今     清华大学药学院       助理教授

研究方向

合成生物学作为生命科学和工程科学相结合的前沿交叉学科，在医药、环境、健康等领域都有巨大的潜在应用价值。合成生物学的主要研究目标是用工程化的方法设计复杂可控的生命系统。张数一实验室长期致力于合成生物学关键领域的研究，聚焦在代谢通路、能量摄取、调控网络等领域，相关研究成果发表在Science，Nature Biotechnology，Nature Microbiology，Nucleic Acids Research，Metabolic Engineering等顶级学术期刊。针对这些合成生物学的关键方向，目前课题组侧重在优良蛋白质元件的计算机辅助从头理性设计、自动化平台赋能的高通量表征、连续定向进化系统辅助的快速精准优化等，以及将这些设计和改造后的蛋白质元件有机耦合基因线路，搭建生物系统，有效地应用于疾病诊断和治疗等领域。

科学贡献

1，代谢通路：

研究成果解决了困扰蓝细菌科学界接近半个世纪的有关三羧酸循环的难题，彻底改变了科学界对蓝细菌中心代谢通路的认识。这个研究成果已被世界经典教科书《Brock Biology of Microorganisms》第14版第3章作为封面收录。

2，能量摄取：

我们与合作者共同发现了能利用远红光的光合系统，拓展了光合作用的潜能，被英国皇家科学院院士 Bill Rutherford教授称为改变教科书式的新发现。

3，调控网络：

实现了复杂调控网络的自动化设计，编辑细胞进行逻辑运算，成功构建了能显示7段数码管的工程菌。自动化设计并改进了基于CRISPR系统的调控网络，实现了肠道微生物的基因回路运算。

荣誉和奖励

国家高层次人才计划青年项目

国家优秀自费留学生奖

宾夕法尼亚州立大学优秀博士论文奖

代表性论文

1.  Shuyi Zhang and Donald A. Bryant. (2011). The tricarboxylic acid cycle in cyanobacteria. Science, 334, 1551-1553, DOI: 10.1126/science.1210858

2. Kenchappa G. Kumaraswamy, Xiao Qian, Tiago Guerra, Shuyi Zhang, Donald A. Bryant and Charles G. Dismukes. (2013). Reprogramming the glycolytic pathway for increased hydrogen production in cyanobacteria: metabolic engineering of NAD⁺-dependent GAPDH. Energy & Environmental Science, 6(12):3722-3731, DOI: 10.1039/C3EE42206B

3. Shuyi Zhang, Gaozhong Shen, Zhongkui Li, John H. Golbeck and Donald A. Bryant. (2014). Vipp1 is essential for the biogenesis of Photosystem I but not thylakoid membranes in Synechococcus sp. PCC 7002. Journal of Biological Chemistry, 289(23), 15904-15914, DOI: 10.1074/jbc.M114.555631

4. Fei Gan, Shuyi Zhang, Nathan C. Rockwell, Shelley S. Martin, Clark J. Lagarias and Donald A. Bryant. (2014) Extensive remodeling of a cyanobacterial photosynthetic apparatus in Far-Red light. Science, 345, 1312-1317, DOI: 10.1126/science.1256963

5. Hans C. Bernstein, Allan Konopka, Matthew R. Melnicki, Eric A. Hill, Leo A. Kucek, Shuyi Zhang, Gaozhong Shen, Donald A. Bryant and Alexander S. Beliaev. (2014) Effect of mono- and dichromatic light quality on growth rates and photosynthetic performance of Synechococcus sp. PCC 7002. Frontiers in Microbiology, 5, 488, DOI: 10.3389/fmicb.2014.00488

6. Shuyi Zhang and Donald A. Bryant. (2014) Learning new tricks from an old cycle: the TCA cycles of cyanobacteria, algae and plants. Perspectives in Phycology, 2, 73-86,Invited review article, DOI: 10.1127/pip/2014/0016

7. Shuyi Zhang and Donald A. Bryant. (2015) Biochemical validation of the the glyoxylate cycle in the cyanobacterium Chlorogloeopsis fritschii PCC 9212, Journal of Biological Chemistry290 (22), 14019-14030, DOI: 10.1074/jbc.M115.648170

8. Shuyi Zhang, Yang Liu and Donald A. Bryant. (2015) Metabolic engineering of Synechococcus sp. PCC 7002 to produce poly-3-hydroxybutyrate and poly-3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate, Metabolic Enginneering, 32, 174-183, DOI:10.1016/j.ymben.2015.10.001

9. Xiao Qian, Kenchappa G. Kumaraswamy, Shuyi Zhang, Colin Gates, Donald A. Bryant and Charles G. Dismukes. (2015) Inactivation of nitrate reductase alters metabolic branching of carbohydrate fermentation in the cyanobacterium Synechococcus sp. strain PCC 7002. Biotechnology & Bioengineering, 113(5):979-988, DOI: 10.1002/bit.25862

10. Anagha Krishnan, Shuyi Zhang, Yang Liu, Kinan A Tadmori, Donald A Bryant and G Charles Dismukes (2015) Consequences of ccmR deletion on respiration, fermentation and H2 metabolism in cyanobacterium Synechococcus sp. PCC 7002. Biotechnology & Bioengineering, 113(7):1448-1459, DOI:

11. Shuyi Zhang, Xiao Qian, Shannon Chang, G Charles Dismukes and Donald A Bryant (2016) Natural and synthetic variants of the tricarboxylic acid cycle in cyanobacteria: introduction of the GABA shunt into Synechococcus sp. PCC 7002. Frontiers in Microbiology, 7, 1972, DOI:

12. Shuyi Zhang and Christopher A. Voigt. (2018) Engineered dCas9 with reduced toxicity in bacteria: implications for genetic circuit design. Nucleic Acids Research,gky884, DOI:10.1093/nar/gky884

13. Kenchappa G Kumaraswamy, Anagha Krishnan, Gennady Ananyev, Shuyi Zhang, Donald A. Bryant and G Charles Dismukes. (2019) Crossing the Thauer limit: Rewiring Cyanobacterial Metabolism to Maximize Fermentative H₂Energy & Environmental Science, 12, 1035-1045, DOI:

14. Jonghyeon Shin, Shuyi Zhang, Bryan S. Der, Alec A.K. Nielsen, and Christopher A. Voigt. (2020) Programming Escherichia coli to function as a digital display. MolecularSystemsBiology,16:e9401, DOI: 10.15252/msb.20199401. Highlighted as Cover Article.

15. Mao Taketani, Jianbo Zhang, Shuyi Zhang, Alexander J. Triassi, Yu-Ja Huang, Linda G. Griffith & Christopher A. Voigt. Bacteroides thetaiotaomicron. Nature Biotechnology, 38, 962–969, DOI: 10.1038/s41587-020-0468-5

16. Ye Chen, Shuyi Zhang, Eric M. Young, Timothy S. Jones, Douglas Densmore & Christopher A. Voigt (2020) Genetic circuit design automation for yeast. Nature Microbiology, 5, 1349–1360, DOI: 10.1038/s41564-020-0757-2

联系方式

E-mail: 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。

李雪明

清华大学  研究员

博士生导师

教育经历

1998-2002年 北京科技大学          材料物理系       学士

2002-2005年 北京科技大学          材料物理与化学系 硕士

2005-2009年 中科院物理研究所      凝聚态物理       博士

2009-2013年 加州大学旧金山分校    博士后

2014年至今  清华大学生命科学学院，清华-北大生命科学联合中心，北京结构生物学高精尖中心  研究员

研究方向

主要从事冷冻电子显微学理论和方法研究，着重于开发和利用最新的电子显微学技术，以提高冷冻电子显微学三维重构的分辨率到原子水平；同时致力于将电子显微学应用到结构生物学研究中去，以解决与结构相关的重要生物学问题。在生物方面，从事细菌外膜分泌系统的结构与功能研究。

科学贡献

所获荣誉

2015.      Youth One-Thousand Program by State Council of China青年千人)

2015.      QiuShi Award for Excellent Young Scientis（求是杰出青年学者）

2016.      the National Science Fund for Excellent Young Scholars（优青）

代表性论文

1.  Li Wang#, Heng Zhou#, Mingmin Zhang#, Wenhao Liu#, Tuan Deng, Qiancheng Zhao, Yiran Li,   Jianlin Lei, Xueming Li*, Bailong Xiao*, Structure and mechanogating of the mammalian tactile channel PIEZO2, Nature, 2019, 573, 225-229

2.  Heng zhou#, Feng Luo#, Zhipu Luo#, Dan Li, Cong Liu*, Xueming Li*, Programming conventional electron microscopes for solving ultrahigh-resolution structures of small and macro-molecules, Analytical Chemistry, 2019, 91, 10996-11003

3.  Meijing Li#, Xian Xia#, Yuanyuan Tian#, Qi Jia#, Xiaoyu Liu#, Ying Lu, Ming Li*, Xueming Li*, and Zhucheng Chen*, Mechanism of DNA translocation underlying chromatin remodeling by Snf2, Nature, 2019, 567, 409-413

4.  Heng Zhou#, Zhipu Luo#, Xueming Li*, Using Focus Ion Beam to Prepare Crystal Lamella for Electron Diffraction, Journal of Structural Biology, 2019, 205, 59-64

5.  Meng Yin#, Zhaofeng Yan#, Xueming Li*, Architecture of type VI secretion system membrane core complex, Cell Research, 2019, 29, 251-253

6.  Mingxu Hu#, Hongkun Yu#, Kai Gu#, Zhao Wang, Huabin Ruan, Kunpeng Wang, Siyuan Ren, Bing Li, Lin Gan, Shizhen Xu, Guangwen Yang*, Yuan Shen*, Xueming Li*, A particle-filter framework for robust cryoEM 3D reconstruction, Nature Methods, 2018, 15, 1083-1089

7.  Yaowang Li#, Chunyu Zhao#, Feng Luo#, Zhenying Liu, Xinrui Gui, Zhipu Luo, Xiang Zhang, Dan Li*, Cong Liu* and Xueming Li*, Amyloid fibril structure of α-synuclein determined by cryo-electron microscopy, Cell Research, 2018, 28, 897-903.

8.  Meng Yin#, Zhaofeng Yan#, Xueming Li, Structural insight into the assembly of the Type II Secretion System Pilotin-Secretin Complex from enterotoxigenic Escherichia coli, Nature Microbiology, 2018, 3,581-587.

9.  Feng Luo#, Xinrui Gui#, Heng Zhou#, Jinge Gu, Yichen Li, Xiangyu Liu, Minglei Zhao, Dan Li*, Xueming Li*, Cong Liu*, Atomic structures of FUS LC domain segments reveal bases for reversible amyloid fibril formation, Nature Structural & Molecular Biology, 2018, 25, 341–346

10.  Qiancheng Zhao#, Heng Zhou#, Shaopeng Chi#, Yanfeng Wang#, Jianhua Wang, Jie Geng, Kun Wu, Wenhao Liu, Tingxin Zhang, Meng-Qiu Dong, Jiawei Wang, Xueming Li*, Bailong Xiao*. Structure and mechanogating mechanism of the Piezo1 channel. Nature, 2018, 554, 487-492.

11.  Xiaoyuan Zhou#, Minghui Li#, Deyuan Su, Qi Jia, Huan Li, Xueming Li*& Jian Yang*,Cryo-EM structures of the human endolysosomal TRPML3 channel in three distinct states, Nature Structural & Molecular Biology, 2017, 24, 1146-1154

12.  Zhaofeng Yan#, Meng Yin#, Dandan Xu, Yongqun Zhu*, Xueming Li*, Structural Insights into Secretin Translocation Channel in Type II Secretion System, Nature Structure & Molecular Biology, 2017, 24, 177-183.

13.  Minghui Li#, Xiaoyuan Zhou#, Shu Wang, Ye Gong, Deyuan Su, Huan Li, Xueming Li*, and Jian Yang*, Cryo-EM structure of a eukaryotic cyclic nucleotide-gated channel, Nature, 2017, 542, 60-65.

14.  Xiaoyu Liu#, Meijing Li#, Xian Xia#, Xueming Li*, and Zhucheng Chen*,Mechanism of chromatin remodeling revealed by the Snf2-nucleosome structure, Nature, 2017, 544, 440-445.

15.  Feng Wang#, Huichao Gong#, Gaochao Liu,# Meijing Li , Chuangye Yan, Tian Xia*, Xueming Li*, Jianyang Zeng*, DeepPicker: a Deep Learning Approach for Fully Automated Particle Picking in Cryo-EM, Journal of Structural Biology, 2016(195), 325-336

16.  Xueming Li, Shawn Zheng, David A. Agard, Yifan Cheng, Asynchronous data acquisition and on-the-fly analysis of dose fractionated cryoEM images by UCSFImage, Journal of Structural Biology, 192, 174-178, 2015

17.  Soyeon Park#, Xueming Li#, Homin Kim#, Chingakham Ranjit Singh, Geng Tian, Martin A. Hoyt, Scott Lovell, Kevin P. Battaile, Michal Zolkiewski, Philip Coffino, Jeroen Roelofs*, Yifan Cheng*, and Daniel Finley*, Reconfiguration of the proteasome during chaperone-mediated assembly, Nature, 497, 512-516, 2013. (*co-first author)

18.  Xueming Li, Paul Mooney, Shawn Zheng, Chris Booth, Michael B. Braunfeld, Sander Gubbens, David A. Agard* and Yifan Cheng*, Electron counting and beam-induced motion correction enable near atomic resolution single particle cryoEM, Nature Methods, 10, 584-590, 2013.

¶ Featured in Nature Methods News and Views: Robert M. Glaeser (2013) Stroboscopic imaging of macromolecular complexes. Nature Methods 10, 475-476.

¶ Featured in Nature Methods: Method of the Year 2013.

¶ Featured in Science: Martin T.J. Smith and John L. Rubinstein (2014), Beyond blob-ology: Advanced cryo-electron microscopy yields high-resolution structures of proteins, Science 345, 617

19.  Xueming Li, Shawn Zheng, Kiyoshi Egami,David A. Agard*, Yifan Cheng*, Influence of electron dose rate on electron counting images recorded with the K2 camera, J Struct. Biol., 184, 251-260, 2013.

20.  Xueming Li, Nikolaus Grigorieff, Yifan. Cheng*, GPU-enabled FREALIGN: accelerating single particle 3D reconstruction and refinement in Fourier space on graphics processors, J Struct Biol., 172, 407-12, 2010

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the-university-of-manchester-and-tsinghua-university-beijing-have-launched-a-new-dual-degree-phd-programme-in-synthetic-and-systems-biology

The programme builds on the collaborative agreement signed between the Manchester Institute of Biotechnology and Tsinghua University’s Centre for Synthetic and Systems Biology in 2016.

Students will benefit from the world-class academic supervision, facilities and research infrastructure of these two globally renowned universities.

Professor George Guoqiang Chen, the Programme Director of Tsinghua University, said: “This Tsinghua-Manchester dual degree PhD programme will provide unique opportunities for students to experience various research environments of both Universities, to learn great sciences across national borders and to become more culturally open. More importantly, the students will exploit complementary strengths of both sites. We expect students graduating from this programme to be much more competitive in the global market.”

The University of Manchester and Tsinghua University have had an ongoing relationship for many years, established initially in 2007 during the tenures of Professor Alan Gilbert and Professor Gu Binglin and formalised in January 2018 when the presidents of the two universities, Professor Dame Nancy Rothwell and Professor Yong Qiu, signed a Memorandum of Understanding.

Dr Neil Dixon, from Manchester’sDepartment of Chemistryhas been appointed Programme Director and will provide the academic leadership for its implementation and development. Speaking at the launch of the programme, Dr Dixon said: “This promises to be a fantastic programme and will provide a unique educational experience for the next generation of scientists. The strengths of Manchester and Tsinghua together will provide an excellent environment for PhD students to grow and blossom. The international outlook of the programme will provide the students with the skill set to address current and future global challenges.”

For more than ten years numerous research collaborations have been initiated, especially in Science and Engineering. The launch of this initiative represents a significant milestone in the development of the broader relationship between The University of Manchester and Tsinghua University.

Professor Martin Schröder, Vice President of The University of Manchester and Dean of theFaculty of Science and Engineeringstates: “The area of industrial biotechnology, embracing synthetic and systems biology, is a research beacon for The University of Manchester, representing a world-leading interdisciplinary activity with major funding and outstanding outputs and impact. This new collaboration with Tsinghua University will enable new routes to translation of research discoveries to the market-place to the benefit of all, and will also forge an important new relationship between the two Universities.”

The recruitment process is now underway and the first cohort of students will commence their studies from September 2020.

吴赴清

清华大学  副研究员

教育经历

1999.09-2003.07，西南农业大学 学士

2003.09-2009.06，中国农业大学 博士

2009.07-2012.12，中国农业科学院作科所，助理研究员

2013.01-2018.07，中国农业科学院作科所，副研究员

2018.08-至今，清华大学生命学院，副研究员

研究方向

（1）聚羟基脂肪酸酯医学应用研究

（2）嗜盐微生物抗盐碱机制解析及其应用

代表性论文

1.    Ma W^#, Wu F^#, Sheng P, Wang X, Zhang Z, Zhou K, Zhang H, Hu J, Lin Q, Cheng Z, Wang J, Zhu S, Zhang X, Guo X, Wang H, Wu C, Zhai H, Wan J. The LBD12-1 Transcription Factor Suppresses Apical Meristem Size by Repressing Argonaute 10 Expression. Plant Physiol. 2017 Jan;173(1):801-811.

2. Liu J, Chen J, Zheng X, Wu F, Lin Q, Heng Y, Tian P, Cheng Z, Yu X, Zhou K, Zhang X, Guo X, Wang J, Wang H, Wan J. GW5 acts in the brassinosteroid signaling pathway to regulate grain width and weight in rice. Nature Plants, 2017, 3, 17043

3.    Wang J^#, Wu F^#, Zhu S, Xu Y, Cheng Z, Wang J, Li C, Sheng P, Zhang H, Cai M, Guo X, Zhang X, Wang C, Wan J. Overexpression of OsMYB1R1-VP64 fusion protein increases grain yield in rice by delaying flowering time. FEBS Lett. 2016 Oct;590(19):3385-3396.

4.    Sheng P^#, Wu F^#, Tan J, Zhang H, Ma W, Chen L, Wang J, Wang J, Zhu S, Guo X, Wang J, Zhang X, Cheng Z, Bao Y, Wu C, Liu X, Wan J. CONSTANS-like transcriptional activator, OsCOL13, functions as a negative regulator of flowering downstream of OsphyB and upstream of Ehd1 in rice. Plant Mol Biol. 2016 Sep;92(1-2):209-22.

5.    Lin Q^#, Wu F^#, Sheng P, Zhang Z, Zhang X, Guo X, Wang J, Cheng Z, Wang J, Wang H, Wan J. The SnRK2-APC/CTE regulatory module mediates the antagonistic action of gibberellic acid and abscisic acid pathway in plants. Nature commun, 2015, 14, 6:7981 | DOI: 10.1038/ncomms8981 |

6.    Wu F^#, Sheng P^#, Tan J†, Chen X, Lu G, Ma W, Heng Y, Lin Q, Zhu S, Wang J, Wang J, Guo X, Zhang X, Lei C, Wan J. Plasma membrane receptor-like kinase leaf panicle 2 acts downstream of the DROUGHT AND SALT TOLERANCE transcription factor to regulate drought sensitivity in rice. J Exp Bot. 2015 Jan;66(1):271-81.

7.    Lu G^#, Wu F^#, Wu W, Wang H, Zheng X, Zhang Y, Chen X, Zhou K, Jin M, Cheng Z, Li X, Jiang L, Wang H, Wan J. Rice LTG1 is involved in adaptive growth and fitness under low ambient temperature. The Plant J. 2014, 78(3): 468–480

8.    Tan J^#, Tan Z^#, Wu F^#, Sheng P, Heng Y, Wang X, Ren Y, Wang J, Guo X, Zhang X, Cheng Z, Jiang L, Liu X, Wang H, Wan J. A Novel Chloroplast-Localized Pentatricopeptide Repeat Protein Involved in Splicing Affects Chloroplast Development and Abiotic Stress Response in Rice. Mol Plant. 2014, 7(8): 1329-1349

9.    Zhou F, Lin Q, Zhu L, Ren Y, Zhou K, Shabek N, Wu F, Mao H, Dong W, Gan L, Ma W, Gao H, Chen J, Yang C, Wang D, Tan J, Zhang X, Guo X, Wang J, Jiang L, Liu X, Chen W, Chu J, Yan C, Ueno K, Ito S, Asami T, Cheng Z, Wang J, Lei C, Zhai H, Wu C, Wang H, Zheng N, Wan J. D14-SCF(D3)-dependent degradation of D53 regulates strigolactone signalling. Nature. 2013 Dec 19; 504 (7480):406-10.

10.    Ma X^#, Cheng Z^#, Wu F^#, Jin M, Zhang L, Feng Zhou, Jiulin Wang, Kunneng Zhou, Jian Ma, Qibing Lin, Cailin Lei, Jianmin Wan. BEAK LIKE SPIKELET1 is Required for Lateral Development of Lemma and Palea in Rice. Plant Mol Biol Rep (2013) 31:98–108

11.    Wu F^#, Xin Q^#, Cao Z^#, Liu Z†, Du S, Mei C, Zhao C, Wang X, Shang Y, Jiang T, Zhang X, Yan L, Zhao R, Cui Z, Liu R, Sun H, Yang X, Su Z, Zhang D. The magnesium-chelatase H subunit binds abscisic acid and functions in abscisic acid signaling: new evidence in Arabidopsis. Plant Physiol. 2009 Aug;150(4):1940-54.

12.  Shen Y^#, Wang X^#, Wu F^#, Du S, Cao Z, Shang Y, Wang X, Peng C, Yu X, Zhu S, Fan R, Xu Y, Zhang D. The Mg-chelatase H subunit is an abscisic acid receptor. Nature. 2006 Oct 19;443(7113):823-6.

(^#Equal contributions)

联系方式：

电话：010－62772235(office)

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李寅青

清华大学  研究员

博士生导师

教育经历

2008年 获复旦大学微电子系学士学位

2012年 获麻省理工学院获得电子工程与计算机专业硕士学位

2016年 获麻省理工学院获得电子工程与计算机专业博士学位

2016-2018年 博德研究所、斯坦利精神疾病中心完成博士后研究

2018-至今 清华大学任教

研究方向

复杂疾病的产生和发展往往伴随着一系列发生在分子和细胞层面的关键变化。诊断和治疗的主要挑战之一便是要清晰的理解在疾病的产生和发展过程中，哪个时间点上有哪些分子和细胞发生了关键变化，以及这些变化是如何影响细胞自身和细胞间互相作用的，并通过针对关键分子和细胞的编辑，实现对于疾病的控制。 李寅青博士的研究团队专注于基因组医学技术的三个重要方面的开发。 （1）单细胞表征技术。实现表观遗传组、转录组、信号组单细胞多组学，在时间和空间两个尺度上整体表征分子、细胞、细胞间作用的变化。 （2）基因编辑技术。探索新的编辑系统，基因替换和表观遗传控制，实现细胞从基因到状态的全面调控。 （3）生物信息学。发展与应用统计推断及机器学习算法，分析高通量数据和挖掘原核基因工具。

科学贡献

1、皮层-丘脑回路的单细胞多组学解析 2、单细胞核的转录组技术 3、CRISPR基因编辑工具的改造和特异性表征 4、哺乳动物细胞的合成生物学基因电路模块化构建

所获荣誉

2016年 国家优秀自费留学生，特别优秀奖 2016年 Wenner-Gren Fellowship 2013年 McGovern Institute Fellowship

代表性论文

1. Li Y, Weiss R., A Modular Approach to Building Complex Synthetic Circuits. Methods in Molecular Biology. 2017 pp. 231–248, DOI:10.1007/978-1-4939-7223-4_17.

2. Yan WX, Mirzazadeh R, Garnerone S, Scott D, Schneider MW, Kallas T, Custodio J, Wernersson E, Li Y, Gao L, Federova Y, Zetsche B, Zhang F, Bienko M, Crosetto N., BLISS is a versatile and quantitative method for genome-wide profiling of DNA double-strand breaks. NATURE COMMUNICATIONS. 2017, 8:15058.

3. Habib N*, Li Y*, Heidenreich M, Swiech L, Avraham-Davidi I, Trombetta JJ, Hession C, Zhang F, Regev A. Div-Seq: Single-nucleus RNA-Seq reveals dynamics of rare adult newborn neurons. SCIENCE. 2016, 353(6302):925-8.

4. Yamano T, Nishimasu H, Zetsche B, Hirano H, Slaymaker IM, Li Y, Fedorova I, Nakane T, Makarova KS, Koonin EV, Ishitani R, Zhang F, Nureki O. Crystal Structure of Cpf1 in Complex with Guide RNA and Target DNA. CELL. 2016, 165(4):949-62.

5. Nishimasu H, Cong L, Yan W, Ran F, Bernd Z, Li Y, Kurabayashi A, Ishitani R, Zhang F, Nureki O. Crystal structure of Staphylococcus aureus Cas9. CELL. 2015, 162(5):1113-26.

6. Davidsohn N, Beal J, Kiani S, Adler A, Yaman F, Li Y, Xie Z, Weiss R. Accurate predictions of genetic circuit behavior from part characterization and modular composition. ACS SYNTHETIC BIOLOGY. 2015, 4(6):673-81.

7. Li Y*, Jiang Y*, Chen H*, Liao W, Li Z, Weiss R, Xie Z. Modular construction of mammalian gene circuits using TALE transcriptional repressors. NATURE CHEMICAL BIOLOGY. 2015, 11(3):207-13.

8. Swiech L, Heidenreich M, Banerjee A, Habib N, Li Y, Trombetta J, Sur M, Zhang F. In vivo interrogation of gene function in the mammalian brain using CRISPR-Cas9. NATURE BIOTECHNOLOGY. 2015, 33(1):102-6.

9. Duportet X, Wroblewska L, Guye P, Li Y, Eyquem J, Rieders J, Rimchala T, Batt G, Weiss R. A platform for rapid prototyping of synthetic gene networks in mammalian cells. NUCLEIC ACIDS RESEARCH. 2014, 42(21):13440-51.

10. Busskamp V, Lewis NE, Guye P, Ng AH, Shipman SL, Byrne SM, Sanjana NE, Murn J, Li Y, Li S, Stadler M, Weiss R, Church GM. Rapid neurogenesis through transcriptional activation in human stem cells. MOLECULAR SYSTEMS BIOLOGY. 2014, 10:760.

11. Kiani S, Beal J, Ebrahimkhani MR, Huh J, Hall RN, Xie Z, Li Y, Weiss R. CRISPR transcriptional repression devices and layered circuits in mammalian cells. NATURE METHODS. 2014, 11(7):723-6.

12. Hsu PD, Scott DA, Weinstein JA, Ran FA, Konermann S, Agarwala V, Li Y, Fine EJ, Wu X, Shalem O, Cradick TJ, Marraffini LA, Bao G, Zhang F. DNA targeting specificity of RNA-guided Cas9 nucleases. NATURE BIOTECHNOLOGY. 2013, 31(9):827-32.

13. Guye P*, Li Y*, Wroblewska L, Duportet X, Weiss R. Rapid, modular and reliable construction of complex mammalian gene circuits. NUCLEIC ACIDS RESEARCH. 2013, 41

(16):e156.

14. Sakar MS, Neal D, Boudou T, Borochin MA, Li Y, Weiss R, Kamm RD, Chen CS, Asada HH. Formation and optogenetic control of engineered 3D skeletal muscle bioactuators. LAB ON A CHIP. 2012, 12(23):4976-85.

15. Zhao P, Li Y, Zeng X, Zhou J, Huang Y, Liu R. EWOD using P(VDF-TrFE). IEEE Nano/Micro Engineered and Molecular Systems. 2009, 10.1109/NEMS.2009.5068559.

16. Zhao P, Li Y, Zhou J, Huang Y, Xie H, Xu H. A novel EWOD digital microuidic device using P(VDF-TrFE). IEEE Solid-State and Integrated-Circuit Technology. 2008, 10.1109/ICSICT.2008.4735080.

李寅青博士个人主页：http://web.mit.edu/yinqingl/www/