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。
（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。”
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。
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。
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。
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。”
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 Laude，2015）
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2021年10月，在Sci. Adv.，PNAS，Nat. Commun.，Angew. Chem.，JACS，Adv. 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.
3，L. 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 phase‐transitional underwater bioglue with robust and switchable adhesion performance, Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 12082.
4，C. 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.
5，S. 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.
6，C. 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.
7，J. 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.
8，J. 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.
9，C. 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.
10，C. 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.
11，J. 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.
12，B. 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.
13，Y. 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.
14，Y. 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.
15，J. 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.
16，H. 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.
17，Z. Sun, C. Yang, F. Wang, B. Wu, B. Shao, Z. Li, D. Chen*, Z. Yang*, K. Liu*, Biocompatible and pH‐Responsive Colloidal Surfactants with Tunable Shape for Controlled Interfacial Curvature, Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 9365.
18，C. 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.
19，J. 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.
20，C.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.
21，H. 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.
22，L. 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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北京100084，中国
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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
2006-04-10至2010-11-30 美国Stowers医学研究所 博士后
2010-12-01至2011-10-28 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。
（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（2019年1月1日-2023年12月31日）。国家自然科学基金重大项目(课题)，81890991，2019/01-2023/12，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（2018年1月1日-2018年12月31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：2017年1月1日-2020年12月31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 年07 月 至 2022 年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 年01 月 至 2020 年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）
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：2019年3月15日。专利权人：清华大学，授权公告日：2020年10月9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：2016年6月20日。专利权人：北京大学，授权公告日：2016年12月7日。
发表了近三十篇包括国际著名期刊PNAS、Nature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。
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(2016年10 月31日至 11 月6日)“最受关注论文”的排行 榜冠军： http://news.sciencenet.cn/htmlpaper/2016111114465655241879.shtm
联系方式：
清华大学自动化系
北京100084，中国
电话：86-10-6279-5993
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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）。
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。
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
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
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
Email: 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。
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