生命科学创新路上的追梦人
——记香港中文大学(深圳)副教授李宗夷

2018-04-09 11:40肖延胜
海峡科技与产业 2018年12期
关键词:磷酸化基因组调控

/肖延胜

21世纪被认为是生命科学和生物技术的时代。当我国生物技术进入了从“量的积累”向“质的飞跃”、“点的突破”向“系统能力提升”的转变时期。现代生物技术的一系列重要进展和重大突破也正在加速向应用领域渗透,在解决人类发展面临的环境、资源和健康等重大问题方面展现出巨大前景。

“以生物医学为例,揭示人体‘健康密码’,创新人体疾病的预防和诊疗手段——生物技术向大众勾勒的美丽图景,令人憧憬。不过,让这些美丽梦想一一照进现实,我们还有很长的路要走。特别是中国的生物技术整体水平与西方发达国家还存在一定的差距。”香港中文大学(深圳)李宗夷副教授说。

努力奔跑,抵达创新彼岸

李宗夷1980年出生于中国台湾,2002年本科毕业于台湾“中央大学”信息工程专业,2008年取得台湾交通大学生物信息博士学位,2009年至2018年期间在台湾元智大学任教,现任香港中文大学(深圳)理工学院与瓦谢尔计算生物研究院副教授。他的研究兴趣主要包括生物信息、基因组与蛋白质组学、网络生物学、多组学数据挖掘、深度学习、数据库设计与软件开发。

基础研究是生命科学的起点。多年来,李教授深知创新的重要意义,潜心科研,执着前行,取得大量基础性原创成果。

李宗夷副教授 (中间)和学生合照

——蛋白质转译后修饰。建构了当时世界上最完整的蛋白质转译后修饰数据库dbPTM。蛋白质翻译后修饰是调节蛋白质生物学功能的关键步骤之一,几乎参与了细胞内所有生命活动过程,并发挥着十分重要的调控作用。该数据库的构建,除了给生物学家提供了一种利用它研究蛋白质转译后修饰位置之序列特性与功能性的工具支持,还有助于生物学家们开展大规模蛋白质组网络调控分析、三维结构分子仿真与药物设计。此外,由于该数据库还建立了各种翻译后修饰的标准化数据集,因此可供使用者下载,及以此为基础开展生物信息分析。

以该数据库为基础,李教授累计开发了15种翻译后修饰分析工具,被引用次数超过1000次。

——蛋白质磷酸化与信息传导。磷酸化几乎涉及所有的生理及病理过程,是蛋白质转译后修饰中最重要且研究最为广泛的领域。目前已证实多种癌症的发生与磷酸化相关,另外在蛋白质组学研究领域,磷酸化常常是生物标记和药物设计的目标。鉴于蛋白激酶扮演着调控磷酸化的重要角色,为了促进相关研究,李宗夷开发了首个特定蛋白激酶的磷酸化位置分析工具,后来又开发了专门针对植物的磷酸化分析工具,还开创了第一个病毒磷酸化分析方法。此外,他也是第一个针对磷酸化三级结构作完整分析的学者,后来更结合系统生物学方法,开发了磷酸化调控网络分析系统,累积被引用超过600次。

——基因转录调控。基因需通过转录调控才能变成RNA进而转译成蛋白质,前面说过,蛋白质参与生命的各种活动,由此生物学家想到通过癌细胞的基因转录调控分析来研究人体癌症致病机理。基于这一思路,李宗夷针对人类基因转录引导块域开发了新的分析系统,可帮助生物学家进行大规模的基因组转录调控分析。后来他在此基础上开展了病毒微核糖核酸的转录调控块域分析。了解到植物领域非常欠缺基因组生物信息分析工具,他又有针对性地开发了植物基因体转录调控分析系统,已累积被引用超过4000次。

对外合作,力促成果落地

生物信息是一门新兴的综合性学科,涉及的学科较多,而且科学创新的目的在成果应用,产学研结合是加速成果落地的重要途径。

近5年来,李教授积极与国内外顶尖实验室和学术机构合作,包括与台湾“中央研究院”开展癌症蛋白质组学方面的跨领域合作,找到了与大肠癌相关的重要标记蛋白质,为新的蛋白质药物与分析系统开发奠定了基础,还协助“中央研究院”基因组中心开展了糖基化调控网络分析。在基因调控方面,与台湾阳明大学和新竹交通大学共同完成了微核糖核酸的基因转录调控块域分析,与台湾成功大学热带植物研究所教授合作开展了植物基因调控网络分析与系统开发。在国际合作方面,与美国加利福尼亚大学圣迭戈分校的John Shyy教授团队合作,进行基因组和蛋白质组大规模数据分析;与意大利Palmiro Poltronieri教授合作开展人类乳突病毒的microRNA创新与前沿研究。这些相关的研究成果,均已在权威学术期刊发表。

李宗夷教授还积极在台湾地区将学术研发能量推向生物科技产业,目前已与台湾康健基因生技公司、台湾康百事生物信息公司、台湾景岳益生菌生技公司、台湾葡萄王生技公司及台湾新竹马偕纪念医院翁顺隆副院长合作开发“新型微生物群落与功能性分析平台”“基于基因表达图谱的药物筛选与功能性分析系统”“利用次世代测序技术进行功能性益生菌全基因组测序与基因批注”“天山雪莲悬浮细胞培养与基因表达图谱和功能性分析”和“人类子宫颈癌病患者微生物相与病毒microRNA的前沿研究”,并获得了台湾地区科技主管部门2014年度百人拓荒计划资助、2016年度开发型产学合作项目资助、2017年度开发型产学合作项目资助、2016年度应用型产学合作项目资助。这些合作均产生了很好的经济和社会效益。

时至今日,李宗夷已累计在SCI国际学术期刊发表逾80篇论文,先后获得台湾元智大学青年学者研究奖和两次研究杰出奖,及第十三届徐有庠基金会杰出教授奖,目前担任多个科学刊物的编委与审稿人,并担任多个国际生物信息相关研讨会的委员、会议主持人或演讲人。

有数据显示,到2020年中国生物产业有望超8万亿元,发展形势良好。加入香港中文大学(深圳)这个新的大家庭,在生物产业的“春天里”,李宗夷将继续做一个努力奔跑的追梦人。他相信,中国生物产业的未来将更加生机勃勃,人类健康也将更多、更快地因此受益。

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