专家信息:
朱浩,男,1963年10月生,第一军医大学博士,南方医科大学基础医学院生物信息学教研室教授,博士生导师。
教育及工作经历:
1996年,国防科技大学 计算机软件硕士。
2000年,第一军医大学 病理生理学(病理生理教研室)博士。
2002-2008年,在新加坡生物信息学研究所(BII)和英国诺丁汉大学数学学院从事博士后研究。
现任南方医科大学基础医学院生物信息学教研室教授。
学术兼职及社会任职:
1. Associate editor, Frontiers in Genetics (section Evolutionary and Population Genetics)
主讲课程:
资料更新中……
培养研究生情况:
目前直接带1个研究生和1个博士后。
指导2008级生物信息学专业本科生朱贺男等3人在 (影响因子3.52)发表论文1篇。
招聘情况:
课题涉及生物医学、数学和计算机科学的诸多方面,充满挑战而富于趣味,能有效培养学生多方面的能力,积极欢迎具有不同背景和兴趣的学生。
研究方向:
基因组与表观基因组分析,软件开发与机器学习,信号传导的计算模型
1. 基因与信号传导通路的进化与功能分析
2. 信号传导与通路交互的数学模型
形态迥异的发育过程和表现不同的临床疾病在细胞与分子层次是由正常或异常的信号传导控制的。尽管存在显著的种系与形态差异,不同动物里信号传导的主要框架均由几个高度保守的传导通路所构成,如何解释这寥寥数个通路的进化的保守性、功能的多样性和控制的精确性是生物学的重要问题。我们感兴趣二个方面:基因与信号传导通路的形成与进化,信号传导的复杂性、特异性与精确性。我们用计算模型考察若干有趣而重要的信号传导过程,发现信号传导与通路交互的共性规律;同时,用基因组分析方法考察信号传导机制的进化形成与特性。
承担科研项目情况:
2010年和2012年,他获得了两项自然科学基金面上项目,2012年还获得了一项广州市项目(广州超算应用推广),也获得了一定的资金支持。
(1)国家自然科学基金面上项目,2013-2016,结题。
(2)国家自然科学基金委-广东省政府联合基金(超级计算科学应用研究专项),2016-2018,结题。
(3)国家自然科学基金面上项目,2018-2021,在研。
(4)广东省留学回国人员启动基金项目,正常与异常动态细胞信号传导的定量与系统研究,2010-2013。
(5)国家自然科学基金项目,由信号传导的离散事件与时空次序考察信号传导的本质规律,2011-2013。
(6) 国家自然科学基金项目,人类与灵长类特异性lncRNA的系统识别与计算分析,2016-2019.
科研成果:
1. 在考硕之前,就已经独立发表了多篇论文。根据硕士课题,他分别在《计算机研究与发展》和《计算机科学》发表2篇和1篇论文。
2. 基因与基因组分析近年的主要方面是长非编码RNA的起源、进化与功能。这些长非编码RNA起向导作用,将DNA和染色质甲基化酶带到大量特定的基因组位点对基因组进行修饰,从而调节基因表达。正常基因组修饰对体细胞和干细胞发育极其重要,而异常基因组修饰是许多疾病包括许多肿瘤产生的原因。这方面的分析需要高性能计算,目前我们与中科院深圳超算中心保持良好关系,对重要长非编码RNA基因HOTAIR的分析已被一篇Cell论文引用(Ulitskyetal.Cell2011,147:1537–1550)。目前是FrontiersinGenetics的一名GuestAssociateEditor,负责ResearchTopicDeciphergenomeandepigenomeuponcoevolutionofgenes,ncRNAsandimprintingregulators.
3. 计算生物学和生物信息学研究的主要目的不是发现新基因或分子,但却是深入考察基因产生、进化和功能的重要手段。这类研究可以与实验研究紧密结合,但独立研究也能产生有趣和重要的结果。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)评论为“itrepresentsanelegantsolutiontotheproblemofachievingset-pointcontrolofgrowthoverarelativelylonglengthscale”。计算生物学和生物信息学研究对经费没有高的要求,好的想法不会因为缺钱而受到限制。许多具有应用数学和计算机科学背景的人从事生物系统模型和生物信息学研究,但将两者结合起来的不多。这种结合需要看到生物系统不同层次与不同方面的内在联系以及它们与数学和计算机科学中的诸多方面的联系。这种结合有助于产生创新的思路,发现更多的机会,形成有特色的研究。
出版专著:
1.朱浩.《计算分子生物学导论》(译著). 科学出版社 2003.
代表性英文论文:
(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收录)
代表性中文论文:
1 全心脏电生理模型的仿真应用 朱浩; 尹炳生; 朱代谟 生物医学工程学杂志 2003-03-25
2 豚鼠M细胞缓慢激活型延迟整流钾电流对缺血的反应 郭新辉; 尹炳生; 周翔; 农德斌; 朱浩; 李本富; 哈德旷; 王伟; 陈允钦 心血管康复医学杂志 2002-11-30
3 豚鼠左心室不同区域细胞Iks电流对缺血反应的差异 郭新辉; 尹炳生; 周翔; 农德斌; 朱浩; 李本富; 喻德旷; 王伟; 陈允钦 心血管康复医学杂志 2002-11-30
4 从新西兰兔高侧壁心肌坏死前后病理性Q波的变迁看Q波的形成 周翔; 朱浩; 尹炳生 第一军医大学学报 2002-10-30
5 作思路的引导者——病理生理学教学改革的思考 周翔; 朱浩; 金春华 山西医科大学学报(基础医学教育版) 2002-03-26
6 基于单细胞动作电位仿真心电图的模型与算法 朱浩; 尹炳生; 朱代谟 生物医学工程学杂志 2001-12-25
7 ML-2型心电导联转换仪的研制及其实践效果 农德斌; 李本富; 尹炳生; 喻德旷; 周翔; 朱浩 中国应用生理学杂志 2001-11-28
8 细胞自动机语言Cellang的扩展与应用 朱浩 计算机应用与软件 2001-07-15
9 基于单个细胞动作电位计算心电:若干异常仿真心电图 朱浩; 尹炳生; 朱代谟 生物物理学报 2001-03-30
10 心室电活动对胸表心电场的影响及其心电图表现 朱浩; 尹炳生 中国医学物理学杂志 2000-12-30
11 体表心电测量参比电极位置选择的探讨 朱浩; 喻德旷; 李本富; 周翔; 农德斌 实用心电学杂志 2000-12-15
12 拟球状面心电位场仿真研究 尹炳生; 朱浩; 农德斌; 张暋; 李本富; 喻德旷; 王伟; 郭新辉; 严启贤 实用心电学杂志 2000-12-15
13 心肌细胞跨缝隙连结兴奋传播仿真的若干问题 朱浩; 尹炳生; 农德斌; 周翔 中国医学物理学杂志 2000-09-30
14 心电活动的可视并行计算模型 朱浩 第一军医大学 2000-05-01
15 对心电活动建模与仿真研究的若干认识 朱浩 中国医学物理学杂志 2000-03-30
16 头胸导联心电图在老年Ⅲ、aVF异常Q波的鉴别作用 尹炳生; 李本富; 周翔; 农德斌; 朱浩; 喻德旷; 严启贤 第一军医大学学报 1999-12-30
17 关于医学与理工科学的比较及其结合 朱浩; 尹炳生; 华陵莉 医学与哲学 1999-01-08
18 豚鼠离体心脏在不同电导率的液态媒质中的电势分布 周翔; 农德斌; 喻德旷; 朱浩; 李本富 第一军医大学学报 1998-12-05 <
19 首届全军心电学会议纪要 朱浩; 马向荣 解放军医学杂志 1998-04-30
朱浩:一个低调、跨界的探索者
采访朱浩,最令人印象深刻的便是他那谦卑的态度以及务实的言语,这可能跟他丰富的人生经历和对科学那种强烈的求知欲望不无关系。
“我本人对访谈颇为保守,我觉得一个人在谈论自己的工作和理念时,也可能给人夸耀自己的印象,如果说我的经历有什么特色的话,可能就是起点低和经历曲折。”这是朱浩在回复我们的采访要求时写的几句话。
他就像一位心怀理想的旅行者,一直朝着自己的目标脚踏实地前行,总觉得离目标还很遥远,却丝毫意识不到自己已经走了很远。
朱浩,第一军医大学博士,现为南方医科大学基础医学院生物信息学教研室教授,目前主要研究方向为基因与信号传导通路的进化与功能分析,信号传导与通路交互的数学模型。
历经曲折 矢志不渝
朱浩在学术之路上所经历的曲折和不易,我们可以从他的简历中略知一二:从护理专业,转到计算机专业,在国防科技大学获计算机软件硕士,到第一军医大学后读病理生理学博士,博士后有三年是在英国诺丁汉大学数学学院,最后回到母校南方医科大学,从事生物信息学教学科研。
这坎坷的经历背后,无疑是数不尽的努力和汗水。搞科研的人都清楚,对于科研工作来说,每次转换方向可以说都是一个不小的挑战,因为研究者必须要努力去适应新的学科思维和研究方法。
尽管经历曲折,朱浩的态度却十分洒脱,他说:很多时候,科研跟生活是类似的,许多人以量化的科研产出判定一个人成功与否,但我觉得多样化的经历,可以带给自己很多值得回忆的东西,同时也能从中受益。
谦虚的朱浩并没有说,其实在生物信息领域,复合化的学科背景反而是一种优势,而非劣势。生物科学需要广博的训练背景和经历,过于单一的专业反而会错过新的事物和技术方向。比如,他在英国学习数学时所做的研究模型,现在的研究依然在用,如果没有相关的经历,工作起来便会比较困难。事实上,他所研究的生物信息学科本身便是计算机和生物学相结合的学科,随着基因组测序工作开展带来的海量基因信息,生物信息学已经成为目前生物学研究所必须的工具。
在谈到为什么会有如此复杂曲折的经历时,朱浩的回答同样不无洒脱,他说,人生总是不能事事如意,很多时候你的选择并不能完全合乎自己的意愿,我所能做的,便是努力去适应。
的确,朱浩不是个幸运儿,当许多人30岁就非常有成就时,他才刚读硕,并且在硕士及后来的博士、博士后阶段都转变了研究方向。当许多人在国外获得了很好的机遇时,朱浩却因为美国签证被拒而转到刚刚成立的新加坡生物信息学研究所,当时甚至连PI都没有。
尽管有点命运弄人的意味,但朱浩在漫长坎坷的求学和科研过程中也产生了令他鼓舞的亮点,成为支持他前行的重要正能量。尽管计算机基本是自学的,但在考硕之前,他就已经独立发表了多篇论文。根据硕士课题,他分别在《计算机研究与发展》和《计算机科学》发表2篇和1篇论文。博士期间,他转入一个全新的领域独立完成了出色的课题。
幸运的是,对科学浓厚的兴趣和求知欲使得朱浩从来没有因困难而放弃或有丝毫退缩,每一次的转换都是新的有趣的旅程的开始。
近年来,随着大量基因组测序工作的开展,生物学科的发展非常迅速,大量的课题和研究方向不断涌现,这就要求研究者必须进行高强度和精力的投入,这需要研究者必须继续付出十分的努力才能紧跟学术前沿。
“不夸张地说,你一年不看文献,便会被这个时代所淘汰,努力是必须的。同时,看文献也是件非常有趣的事情。”朱浩说,在他刚回国做基因组分析研究时,为了找研究方向,曾在一个暑假的时间里阅读了几百篇国外的文献资料。最近几年,他的主要精力花在与基因组修饰有关的基因和基因组进化方面,这也是一个新旧交织和丰富多彩的领域。
“以科研为职业是一件非常幸运的事情。尽管我的经历可能难以被复制,但希望自己的故事能激励更多人前行。”朱浩总结自己的经历说。
追求卓越 身先士卒
朱浩认为,在生物科学研究领域,科学家个人天赋的决定作用并不是很强,更多是靠学术经验和积累,只要坚持下去,乐于不断学习和探索,就一定会有结果和收获。他说:“你一定要有个追求卓越的心态和求知欲,才能不断前行。”这也是他一路走来能客服困难努力前行的主要原因。“在教学和带科研团队方面也一样,你想要自己的学生和团队变得卓越,必须要身先士卒。”这是他目前直接带1个研究生和1个博士后的感受。
他的确在努力做到卓越。由于具备比较广泛的知识与技能,朱浩一直在努力发挥自己的优势,争取使研究具有原创性。他知道,要在高影响因子的期刊刊登论文,原创性的想法与结果是必不可少的,但另一方面,论文又受许多因素的影响,且高影响因子期刊主要报道实验研究。因此,朱浩的理念是,认同大科学是重要的,但小科学同样可以富有品味。所谓“小”便是指低资助、小团队和研究被小众期刊报道。
一个有品位的小科学的例子是,朱浩2011年的论文Spatiotemporally modulated Vestigial gradient by Wingless signaling adaptively regulates cell division for precise wing size control(J Theor Biol 2011)同年被Cell的一篇综述Pattern, growth, and control(Cell, 2011)予以专门评论“……Nevertheless, it represents an elegant solution to the problem of achieving set-point control of growth over a relatively long length scale”。
朱浩说:“对于许多像我这样相对平凡的科研工作者,有品味、有原创的小科学是更理性的目标。”
在科研团队建设上,通过科研项目来培养人才一直是最为有效的方式。回国后,朱浩一直在积极努力申请研究项目和资金支持,希望有足够的资金转向计算与实验相结合的研究。2010年和2012年,他获得了两项自然科学基金面上项目,2012年还获得了一项广州市项目(广州超算应用推广),也获得了一定的资金支持。
但像任何交叉学科一样,招募到合适的人才始终是最大的困难。人才是科研要素中最重要的,尤其是生物信息领域的研究,对跨学科的复合型人才特别是计算机和数学方向的复合人才需求十分迫切,因为混合的团队不仅能产生必要的技术,而且容易产生创新的思维。但现状却并十分不如意。
“我们现在生物信息学与实验生物学结合的不够紧密,这是创新思维欠缺的一个重要原因,但目前国内的高考填报志愿制度和研究生招生制度都限制了科研人才的跨学科流动,很难培养出多学科背景的复合人才。”一提到困难,朱浩也有很多自己的思考,“包括我们的博士后制度,目前重视度不够,这就导致无法真正把那些潜心做学术的人沉淀下来,这个问题一时还确实无法解决。”
招人的不容易让朱浩十分重视对外合作以及对于年轻人的培养,在这两方面,他有自己独特的信念和做法:首先便是学术民主,不武断,注意尊重学生的兴趣、选择、利益。其次是身先士卒,不说教,用自己的努力给学生作出示范;第三便是在对待科研成果方面,尽量多出力,少争“利”,积极考虑学生的兴趣、目标和利益。
朱浩理想的团队是这样的:有鼓励创新的环境,有适合研究的机制,更有导师学生自由双向选择的权利,最后最重要是要有很强的创新力。
在目前的情况下,这一理想似乎还不那么容易实现,但我们相信,朱浩会一直向前,在克服困难的同时享受科研的乐趣和创新的挑战,发展计算的方法考察进化和发育。
来源:科学中国人 2014年第1期