專家信息:
朱浩,男,1963年10月生,第一軍醫大學博士,南方醫科大學基礎醫學院生物信息學教研室教授,博士生導師。
教育及工作經歷:
1996年,國防科技大學 計算機軟件碩士。
2000年,第一軍醫大學 病理生理學(病理生理教研室)博士。
2002-2008年,在新加坡生物信息學研究所(BII)和英國諾丁漢大學數學學院從事博士后研究。
現任南方醫科大學基礎醫學院生物信息學教研室教授。
學術兼職及社會任職:
1. Associate editor, Frontiers in Genetics (section Evolutionary and Population Genetics)
主講課程:
資料更新中……
培養研究生情況:
目前直接帶1個研究生和1個博士后。
指導2008級生物信息學專業本科生朱賀男等3人在 (影響因子3.52)發表論文1篇。
招聘情況:
課題涉及生物醫學、數學和計算機科學的諸多方面,充滿挑戰而富于趣味,能有效培養學生多方面的能力,積極歡迎具有不同背景和興趣的學生。
研究方向:
基因組與表觀基因組分析,軟件開發與機器學習,信號傳導的計算模型
1. 基因與信號傳導通路的進化與功能分析
2. 信號傳導與通路交互的數學模型
形態迥異的發育過程和表現不同的臨床疾病在細胞與分子層次是由正常或異常的信號傳導控制的。盡管存在顯著的種系與形態差異,不同動物里信號傳導的主要框架均由幾個高度保守的傳導通路所構成,如何解釋這寥寥數個通路的進化的保守性、功能的多樣性和控制的精確性是生物學的重要問題。我們感興趣二個方面:基因與信號傳導通路的形成與進化,信號傳導的復雜性、特異性與精確性。我們用計算模型考察若干有趣而重要的信號傳導過程,發現信號傳導與通路交互的共性規律;同時,用基因組分析方法考察信號傳導機制的進化形成與特性。
承擔科研項目情況:
2010年和2012年,他獲得了兩項自然科學基金面上項目,2012年還獲得了一項廣州市項目(廣州超算應用推廣),也獲得了一定的資金支持。
(1)國家自然科學基金面上項目,2013-2016,結題。
(2)國家自然科學基金委-廣東省政府聯合基金(超級計算科學應用研究專項),2016-2018,結題。
(3)國家自然科學基金面上項目,2018-2021,在研。
(4)廣東省留學回國人員啟動基金項目,正常與異常動態細胞信號傳導的定量與系統研究,2010-2013。
(5)國家自然科學基金項目,由信號傳導的離散事件與時空次序考察信號傳導的本質規律,2011-2013。
(6) 國家自然科學基金項目,人類與靈長類特異性lncRNA的系統識別與計算分析,2016-2019.
科研成果:
1. 在考碩之前,就已經獨立發表了多篇論文。根據碩士課題,他分別在《計算機研究與發展》和《計算機科學》發表2篇和1篇論文。
2. 基因與基因組分析近年的主要方面是長非編碼RNA的起源、進化與功能。這些長非編碼RNA起向導作用,將DNA和染色質甲基化酶帶到大量特定的基因組位點對基因組進行修飾,從而調節基因表達。正常基因組修飾對體細胞和干細胞發育極其重要,而異常基因組修飾是許多疾病包括許多腫瘤產生的原因。這方面的分析需要高性能計算,目前我們與中科院深圳超算中心保持良好關系,對重要長非編碼RNA基因HOTAIR的分析已被一篇Cell論文引用(Ulitskyetal.Cell2011,147:1537–1550)。目前是FrontiersinGenetics的一名GuestAssociateEditor,負責ResearchTopicDeciphergenomeandepigenomeuponcoevolutionofgenes,ncRNAsandimprintingregulators.
3. 計算生物學和生物信息學研究的主要目的不是發現新基因或分子,但卻是深入考察基因產生、進化和功能的重要手段。這類研究可以與實驗研究緊密結合,但獨立研究也能產生有趣和重要的結果。例如,“SpatiotemporallymodulatedVestigialgradientbyWinglesssignalingadaptivelyregulatescelldivisionforprecisewingsizecontrol”(ZhuH.J.Theor.Biol.2011,268:131-140)被2011年3月刊出的Cell的一篇LeadingEdgingReview“Pattern,Growth,andControl”(LanderA.Cell2011,144:955-969)評論為“itrepresentsanelegantsolutiontotheproblemofachievingset-pointcontrolofgrowthoverarelativelylonglengthscale”。計算生物學和生物信息學研究對經費沒有高的要求,好的想法不會因為缺錢而受到限制。許多具有應用數學和計算機科學背景的人從事生物系統模型和生物信息學研究,但將兩者結合起來的不多。這種結合需要看到生物系統不同層次與不同方面的內在聯系以及它們與數學和計算機科學中的諸多方面的聯系。這種結合有助于產生創新的思路,發現更多的機會,形成有特色的研究。
出版專著:
1.朱浩.《計算分子生物學導論》(譯著). 科學出版社 2003.
代表性英文論文:
(1) Lin J#, Wen Y#, He S#, Yang X, Zhang H*, Zhu H*. Pipelines for cross-species and genome-wide prediction of long noncoding RNA binding. Nature Protocols 2019,14:795-818.
(2) Liu H, Shang X, Zhu H*. LncRNA/DNA binding analysis reveals loss-and-gain and clade specificity of genomic imprinting. Bioinformatics 2017, 33:1431-1436.
(3) Zhu H*, Owen M, Mao Y. The spatiotemporal order of signaling events unveils the logic of development signaling. Bioinformatics 2016, 32:2313-2320.
(4) He S#, Zhang H#, Liu H#, Zhu H*. LongTarget: A tool to predict lncRNA DNA-binding motifs binding sites via Hoogsteen base-pairing analysis. Bioinformatics, 2015, 31:178-186.
(5) Zhu H*, Wu Y, Huang S, Sun Y, Dhar P. Cellular automata with object-oriented features for parallel molecular network modeling. IEEE Trans. NanoBioScience 2005,4:141-148.
(6) Zhu H*, Dhar P. Transient block of receptor may be a mechanism controlling unidirectional propagation of signaling. IEEE Trans. NanoBioScience 2006, 5:193-203.
(7) Zhu H*, Yang H, Owen M. Combined Microarray analysis uncovers self-renewal related signaling in mouse embryonic stem cells. Syst. and Synth. Biol. 2008, 1:171-181.
(8) Zhu H*. Is anisotropic propagation of polarized molecular distribution the common mechanism of swirling pattern of planar cell polarization? J. Theor. Biol. 2009, 256:315-325.
(9) Zhu H*. Spatiotemporally modulated Vestigial gradient by Wingless signaling adaptively regulates cell division for precise wing size control. J. Theor. Biol. 2011, 268:131-140.
(10) He S, Liu S, Zhu H*. The sequence, structure and evolutionary features of HOTAIR in mammals. BMC Evol. Biol. 2011, 11:102.
(11) Zhu H, Zhou Z, Wang D, et al. Hippo pathway genes developed varied exon numbers and coevolved functional domains in metazoans for species specific growth control. BMC Evol Biol. 2013 Apr 1;13:76. doi: 10.1186/1471-2148-13-76.(SCI-E收錄)
代表性中文論文:
1 全心臟電生理模型的仿真應用 朱浩; 尹炳生; 朱代謨 生物醫學工程學雜志 2003-03-25
2 豚鼠M細胞緩慢激活型延遲整流鉀電流對缺血的反應 郭新輝; 尹炳生; 周翔; 農德斌; 朱浩; 李本富; 哈德曠; 王偉; 陳允欽 心血管康復醫學雜志 2002-11-30
3 豚鼠左心室不同區域細胞Iks電流對缺血反應的差異 郭新輝; 尹炳生; 周翔; 農德斌; 朱浩; 李本富; 喻德曠; 王偉; 陳允欽 心血管康復醫學雜志 2002-11-30
4 從新西蘭兔高側壁心肌壞死前后病理性Q波的變遷看Q波的形成 周翔; 朱浩; 尹炳生 第一軍醫大學學報 2002-10-30
5 作思路的引導者——病理生理學教學改革的思考 周翔; 朱浩; 金春華 山西醫科大學學報(基礎醫學教育版) 2002-03-26
6 基于單細胞動作電位仿真心電圖的模型與算法 朱浩; 尹炳生; 朱代謨 生物醫學工程學雜志 2001-12-25
7 ML-2型心電導聯轉換儀的研制及其實踐效果 農德斌; 李本富; 尹炳生; 喻德曠; 周翔; 朱浩 中國應用生理學雜志 2001-11-28
8 細胞自動機語言Cellang的擴展與應用 朱浩 計算機應用與軟件 2001-07-15
9 基于單個細胞動作電位計算心電:若干異常仿真心電圖 朱浩; 尹炳生; 朱代謨 生物物理學報 2001-03-30
10 心室電活動對胸表心電場的影響及其心電圖表現 朱浩; 尹炳生 中國醫學物理學雜志 2000-12-30
11 體表心電測量參比電極位置選擇的探討 朱浩; 喻德曠; 李本富; 周翔; 農德斌 實用心電學雜志 2000-12-15
12 擬球狀面心電位場仿真研究 尹炳生; 朱浩; 農德斌; 張暋; 李本富; 喻德曠; 王偉; 郭新輝; 嚴啟賢 實用心電學雜志 2000-12-15
13 心肌細胞跨縫隙連結興奮傳播仿真的若干問題 朱浩; 尹炳生; 農德斌; 周翔 中國醫學物理學雜志 2000-09-30
14 心電活動的可視并行計算模型 朱浩 第一軍醫大學 2000-05-01
15 對心電活動建模與仿真研究的若干認識 朱浩 中國醫學物理學雜志 2000-03-30
16 頭胸導聯心電圖在老年Ⅲ、aVF異常Q波的鑒別作用 尹炳生; 李本富; 周翔; 農德斌; 朱浩; 喻德曠; 嚴啟賢 第一軍醫大學學報 1999-12-30
17 關于醫學與理工科學的比較及其結合 朱浩; 尹炳生; 華陵莉 醫學與哲學 1999-01-08
18 豚鼠離體心臟在不同電導率的液態媒質中的電勢分布 周翔; 農德斌; 喻德曠; 朱浩; 李本富 第一軍醫大學學報 1998-12-05 <
19 首屆全軍心電學會議紀要 朱浩; 馬向榮 解放軍醫學雜志 1998-04-30
朱浩:一個低調、跨界的探索者
采訪朱浩,最令人印象深刻的便是他那謙卑的態度以及務實的言語,這可能跟他豐富的人生經歷和對科學那種強烈的求知欲望不無關系。
“我本人對訪談頗為保守,我覺得一個人在談論自己的工作和理念時,也可能給人夸耀自己的印象,如果說我的經歷有什么特色的話,可能就是起點低和經歷曲折。”這是朱浩在回復我們的采訪要求時寫的幾句話。
他就像一位心懷理想的旅行者,一直朝著自己的目標腳踏實地前行,總覺得離目標還很遙遠,卻絲毫意識不到自己已經走了很遠。
朱浩,第一軍醫大學博士,現為南方醫科大學基礎醫學院生物信息學教研室教授,目前主要研究方向為基因與信號傳導通路的進化與功能分析,信號傳導與通路交互的數學模型。
歷經曲折 矢志不渝
朱浩在學術之路上所經歷的曲折和不易,我們可以從他的簡歷中略知一二:從護理專業,轉到計算機專業,在國防科技大學獲計算機軟件碩士,到第一軍醫大學后讀病理生理學博士,博士后有三年是在英國諾丁漢大學數學學院,最后回到母校南方醫科大學,從事生物信息學教學科研。
這坎坷的經歷背后,無疑是數不盡的努力和汗水。搞科研的人都清楚,對于科研工作來說,每次轉換方向可以說都是一個不小的挑戰,因為研究者必須要努力去適應新的學科思維和研究方法。
盡管經歷曲折,朱浩的態度卻十分灑脫,他說:很多時候,科研跟生活是類似的,許多人以量化的科研產出判定一個人成功與否,但我覺得多樣化的經歷,可以帶給自己很多值得回憶的東西,同時也能從中受益。
謙虛的朱浩并沒有說,其實在生物信息領域,復合化的學科背景反而是一種優勢,而非劣勢。生物科學需要廣博的訓練背景和經歷,過于單一的專業反而會錯過新的事物和技術方向。比如,他在英國學習數學時所做的研究模型,現在的研究依然在用,如果沒有相關的經歷,工作起來便會比較困難。事實上,他所研究的生物信息學科本身便是計算機和生物學相結合的學科,隨著基因組測序工作開展帶來的海量基因信息,生物信息學已經成為目前生物學研究所必須的工具。
在談到為什么會有如此復雜曲折的經歷時,朱浩的回答同樣不無灑脫,他說,人生總是不能事事如意,很多時候你的選擇并不能完全合乎自己的意愿,我所能做的,便是努力去適應。
的確,朱浩不是個幸運兒,當許多人30歲就非常有成就時,他才剛讀碩,并且在碩士及后來的博士、博士后階段都轉變了研究方向。當許多人在國外獲得了很好的機遇時,朱浩卻因為美國簽證被拒而轉到剛剛成立的新加坡生物信息學研究所,當時甚至連PI都沒有。
盡管有點命運弄人的意味,但朱浩在漫長坎坷的求學和科研過程中也產生了令他鼓舞的亮點,成為支持他前行的重要正能量。盡管計算機基本是自學的,但在考碩之前,他就已經獨立發表了多篇論文。根據碩士課題,他分別在《計算機研究與發展》和《計算機科學》發表2篇和1篇論文。博士期間,他轉入一個全新的領域獨立完成了出色的課題。
幸運的是,對科學濃厚的興趣和求知欲使得朱浩從來沒有因困難而放棄或有絲毫退縮,每一次的轉換都是新的有趣的旅程的開始。
近年來,隨著大量基因組測序工作的開展,生物學科的發展非常迅速,大量的課題和研究方向不斷涌現,這就要求研究者必須進行高強度和精力的投入,這需要研究者必須繼續付出十分的努力才能緊跟學術前沿。
“不夸張地說,你一年不看文獻,便會被這個時代所淘汰,努力是必須的。同時,看文獻也是件非常有趣的事情。”朱浩說,在他剛回國做基因組分析研究時,為了找研究方向,曾在一個暑假的時間里閱讀了幾百篇國外的文獻資料。最近幾年,他的主要精力花在與基因組修飾有關的基因和基因組進化方面,這也是一個新舊交織和豐富多彩的領域。
“以科研為職業是一件非常幸運的事情。盡管我的經歷可能難以被復制,但希望自己的故事能激勵更多人前行。”朱浩總結自己的經歷說。
追求卓越 身先士卒
朱浩認為,在生物科學研究領域,科學家個人天賦的決定作用并不是很強,更多是靠學術經驗和積累,只要堅持下去,樂于不斷學習和探索,就一定會有結果和收獲。他說:“你一定要有個追求卓越的心態和求知欲,才能不斷前行。”這也是他一路走來能客服困難努力前行的主要原因。“在教學和帶科研團隊方面也一樣,你想要自己的學生和團隊變得卓越,必須要身先士卒。”這是他目前直接帶1個研究生和1個博士后的感受。
他的確在努力做到卓越。由于具備比較廣泛的知識與技能,朱浩一直在努力發揮自己的優勢,爭取使研究具有原創性。他知道,要在高影響因子的期刊刊登論文,原創性的想法與結果是必不可少的,但另一方面,論文又受許多因素的影響,且高影響因子期刊主要報道實驗研究。因此,朱浩的理念是,認同大科學是重要的,但小科學同樣可以富有品味。所謂“小”便是指低資助、小團隊和研究被小眾期刊報道。
一個有品位的小科學的例子是,朱浩2011年的論文Spatiotemporally modulated Vestigial gradient by Wingless signaling adaptively regulates cell division for precise wing size control(J Theor Biol 2011)同年被Cell的一篇綜述Pattern, growth, and control(Cell, 2011)予以專門評論“……Nevertheless, it represents an elegant solution to the problem of achieving set-point control of growth over a relatively long length scale”。
朱浩說:“對于許多像我這樣相對平凡的科研工作者,有品味、有原創的小科學是更理性的目標。”
在科研團隊建設上,通過科研項目來培養人才一直是最為有效的方式。回國后,朱浩一直在積極努力申請研究項目和資金支持,希望有足夠的資金轉向計算與實驗相結合的研究。2010年和2012年,他獲得了兩項自然科學基金面上項目,2012年還獲得了一項廣州市項目(廣州超算應用推廣),也獲得了一定的資金支持。
但像任何交叉學科一樣,招募到合適的人才始終是最大的困難。人才是科研要素中最重要的,尤其是生物信息領域的研究,對跨學科的復合型人才特別是計算機和數學方向的復合人才需求十分迫切,因為混合的團隊不僅能產生必要的技術,而且容易產生創新的思維。但現狀卻并十分不如意。
“我們現在生物信息學與實驗生物學結合的不夠緊密,這是創新思維欠缺的一個重要原因,但目前國內的高考填報志愿制度和研究生招生制度都限制了科研人才的跨學科流動,很難培養出多學科背景的復合人才。”一提到困難,朱浩也有很多自己的思考,“包括我們的博士后制度,目前重視度不夠,這就導致無法真正把那些潛心做學術的人沉淀下來,這個問題一時還確實無法解決。”
招人的不容易讓朱浩十分重視對外合作以及對于年輕人的培養,在這兩方面,他有自己獨特的信念和做法:首先便是學術民主,不武斷,注意尊重學生的興趣、選擇、利益。其次是身先士卒,不說教,用自己的努力給學生作出示范;第三便是在對待科研成果方面,盡量多出力,少爭“利”,積極考慮學生的興趣、目標和利益。
朱浩理想的團隊是這樣的:有鼓勵創新的環境,有適合研究的機制,更有導師學生自由雙向選擇的權利,最后最重要是要有很強的創新力。
在目前的情況下,這一理想似乎還不那么容易實現,但我們相信,朱浩會一直向前,在克服困難的同時享受科研的樂趣和創新的挑戰,發展計算的方法考察進化和發育。
來源:科學中國人 2014年第1期