科研成果简介
RNA 结合蛋白（RBP）是基因表达调控中不可或缺的一类生物分子，对于转录后调控尤为关键。比如，Argonaute蛋白 是 RNA 干扰（RNAi）的核心酶, PUF 蛋白可以直接影响 mRNA 的表达等。破译RNA与蛋白相互作用的特异性和机制，对于理解RBPs功能、鉴定和识别RBPs、研究转录后调控以及设计用于RBPs识别和调节的RNAs等一系列问题都具有重要意义。
目前研究 RBP 和 RNA 相互作用的实验方法可分为两类，一为基于 assay 的大规模化验分析，二为基于 RBP 和RNA 结合复合物的结构分析。前者可大规模地测试 RBP 和 RNA 的结合强度及RBP对RNA序列的选择性。基于此类实验结果的计算方法（如DeepBind等）可以整合和学习化验数据从而推断特异性模式，但无法揭示它们相互作用时的结构细节，尤其是无法鉴别其相互作用是通过碱基直接完成还是通过主链间接达成。复合物结构分析可以揭示RBP-RNA作用细节，但受限于结构生物学实验的高昂成本无法大规模快速进行，导致在含某一特定RBP的已知RBP-RNA复合物结构中的RNA序列数量较少，通常不具有统计学意义。此外，已知的基于结构和序列的计算方法都只能区分结合位点和非结合位点，而无法预测RBP对特定RNA序列的偏好性和作用模式。
针对以上问题，该论文提出了一种仅仅基于已知的复合物结构便可预测RBP-RNA相互作用机制和特异性的深度学习算法框架NucleicNet。该方法具有以下四大功能：（1）预测RBP与RNA具体作用模式，并将其可视化；（2）无需大规模化验数据即可得到与实验可比的结果；（3）可对RBP与某一RNA序列的结合强度进行评分；（4）在不同RBPs家族中具有普适性，或可被用于识别新的RBPs及预测它们与RNA结合的位点及特异性。
如上图所示，NucleicNet从蛋白质的结构出发，首先在被研究蛋白质的表面产生空间点阵，然后预测空间点阵中的每一个点结合 RNA 各个基团（磷酸、核糖、腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶）的概率。对于每一个空间点，该方法使用斯坦福大学 Russ Altman 课题组（也是本文作者之一）所研发的 FEATRURE 框架去提取和该点有关的结构及理化性质信息。这些信息会被输入到一个深度学习模型之中，从而得到该点结合 RNA…
黄宪达教授上榜2019年度全球“高被引科学家”名单
日前，2019年度“高被引科学家”名单（Highly Cited Researchers）公布，我校生命与健康科学学院黄宪达教授、理工学院张大鹏教授上榜，其中张大鹏教授已连续六年入选。
该榜单由科睿唯安（Clarivate Analytics）发布，数据来源于科睿唯安InCites平台上的Essential Science Indicators（ESI）数据库以及学术研究平台Web of Science，统计过去10年（2008-2018年）发表论文及总引用次数。入榜的科学家均发表了多篇高被引论文，其被引频次位于同学科前1%，彰显了他们在同行之中的重要学术影响力。
黄宪达教授是香港中文大学（深圳）生命与健康科学学院教授，并担任生物信息学课程负责人、瓦谢尔计算生物研究院执行院长。黄宪达教授于2003年毕业于台湾中央大学资讯工程学系博士，此前为台湾交通大学生物科技学系讲座教授，他曾任职台湾交通大学生物科技学系主任及生物科技学院副院长、台湾生物资讯学会理事长等。
黄宪达教授的研究主要集中在计算生物、生物信息、基因体学、宏观基因组学、智能生物医药科技（药物设计、基因检测、精准医疗）、生物数据库设计与开发等领域，曾获台湾科技杰出研究奖（2010年及2015年），吴大猷先生纪念奖-优秀年轻学者（2009年）。黄宪达教授发表论文超过160篇，其中包含Science, Nucleic Acids Research、Hepatology、PLoS Biology、J. of Clinical Investigation 等高质量期刊。黄宪达教授所开发的 MicroRNA数据库（miRTarBase），目前为国际认可汇集最完整数据的微小RNA生物数据库，已广为全世界科学家所使用，在生命科学与生物医药领域有重大影响。
科研成果简介
药物分子的化学和生物合成通常通过催化（酶催化、金属催化等）实现，并依赖于新型反应和催化剂的设计与发展。催化机理的研究有助于促进对反应本质的理解，并进一步指导优化反应、设计新的催化剂，进而发展更有效率、更经济绿色的药物合成方法。近年来，大量研究表明质谱和计算化学联合对于催化反应机理的探索是强大而有效的工具。质谱研究提供了实验方法很难获取的反应中间体信息，而计算化学则提供了反应中间体的详细结构信息和反应能量。
该篇综述总结了理论计算与质谱实验相结合用以研究催化反应机理的代表性工作，展现了二者联合在机理研究中的巨大优势。同时，探讨了这两种方法结合进行机理研究存在的挑战及可能的解决方案，并展望了这一研究方法的应用前景。
成贵娟教授简介
成贵娟教授2015年于北京大学获得博士学位，其博士学位论文被评为北大优秀博士论文并获得施普林格自然出版社颁发的Springer Thesis Prize。同年赴德国马克思-普朗克煤炭研究所（Max-Planck-Institut für Kohlenforschung）从事博士后研究。2018年加入香港中文大学（深圳），生命与健康科学学院及瓦谢尔计算生物研究院，担任助理教授、博士生导师。成贵娟教授团队致力于计算化学和计算生物学研究，研究兴趣主要集中在结合理论计算与实验研究酶催化和金属催化反应机理，酶体系的多尺度分子模拟，药物分子合成反应机理和生物合成；迄今在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem., ACS Catal., Chem. Comm.等国际一流期刊上发表了20余篇论文，总引用超过800次，其中三篇被评为ESI高被引论文。
论文原文链接：
https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2019/cc/c9cc05458h
撰稿人：王婷、刘思琪
miRTarBase数据库简介
miRTarBase数据库是专门收集有实验证据支持的microRNA-mRNA靶向关系(MTI, MicroRNA-Target Interactions)的数据库，已广泛地为全世界科学家所使用，包括美国（26.06%）、中国（14.50%）和印度（5.67%）的用户。过去相关论文被引用次数达2000次以上，科研成果在生命科学与生物医药领域有着重大影响。
目前数据库已经更新到miRTarbase 8.0。自miRTarBase数据库于2011年首次发布以来，miRNA与靶基因相关信息不断更新，同时网页界面也在不断加强，…
How nature changed a reaction mechanism from hydrolysis to elimination: evolution of esterases to lyases
Enzymes within a superfamily often catalyze different, but related, reactions. For example, esterases and amidases in the α/β-hydrolase-fold superfamily catalyze the hydrolysis of carboxylic acid derivatives using similar catalytic steps. One can imagine gradual steps to evolve an esterase into an amidase.
In other cases, enzymes within a superfamily catalyze unrelated reactions. The α/β-hydrolase-fold superfamily also contains hydroxynitrile lyases (HNL's), which catalyze the addition of cyanide to aldehydes to form cyanohydrins [1]. The mechanism for this addition differs from hydrolysis and gradual steps to evolve an esterase to an HNL are hard to imagine. Understanding this path would aid the engineering of enzymes to catalyze new reactions.
We reconstructed ancestral enzymes in the evolution of hydroxynitrile lyases from esterases [2].…
此次活动还有幸邀请到学术交流处柯常青处长。他为我院学生详细介绍了大学现有的海外交流交换项目，并着重介绍了与生命健康学院相关的几个极具竞争与诱惑力的海外名校本硕连读项目。他特别强调了与我校已建立合作且每年在全中国仅开放十几个交流交换名额的英国百年名校—牛津与剑桥大学两所世界名校的宝贵机会，鼓励我院学生要积极申请与争取。
学院专业介绍
王攀教授2005年于清华大学生命科学学院获得学士学位，而后赴美国堪萨斯大学医学院攻读药理学博士学位，博士在读期间获得美国国防部的乳腺癌研究项目研究生奖学金，2010年博士毕业后进入中国科学院动物研究所开展科研工作。2019年8月被香港中文大学（深圳）生命与健康科学学院聘为助理教授。
王攀教授的主要研究兴趣是致力于揭示类固醇激素（及其类似物）及多种环境化合物在体内外多器官药理学及毒理学的作用及它们的分子作用机制。王教授在计算分子模型（用以精确研究小分子与靶点蛋白的相互作用），细胞及分子生物学，内分泌系统、神经系统等的药理学、毒理学，药物代谢、肝脏疾病及肿瘤生物学等领域具有雄厚的科研实力。王教授已经在国际顶尖药理/毒理学杂志上发表四十余篇有影响力的论文。
Q1. 您曾经是2001年河南省高考状元，在总共80万考生里面排第一，能讲一讲当年是怎么做到的吗？
我们那年刚好是高考改革，之前几年的高考都是文理分科的3+2形式，那年改成了3+文理大综合，不分文理科。我因为平时的兴趣比较广泛，求知欲比较强，各门功课都很愿意去学习，不仅是课本上的东西，包括课外书和以及纪录片我也很爱看，所以各学科很平均，没有偏科的情况。而且心态上比较稳，没有说一定要和其他的同学比，能尽自己最大努力，严格地要求自己就可以了。
其实到了大学之后，面对着非常激烈的竞争，很多同学是有心理落差的，因为“强中更有强中手”，有些竞赛生更加厉害。这时候如果抱着要跟别人比较的心态，就很容易郁闷痛苦，所以我建议同学们要知道自己学习到底是为了什么，是为了分数、名次或者奖学金，还是为了自己学到知识并体会到学习的快乐。平衡好自己的心态才能更好地度过大学这几年宝贵的时光。
Q2. 您是状元，可以选择任何一个专业，为什么选择生物呢？
我选生物是受了家庭的影响。我父亲是钻井工程师，经常在野外工作，我母亲是医生，所以我从小在医院里长大。经常在药房里，看到西药的外包装和说明书上画着分子式，而中药更是五花八门，各种石块、树皮还有壁虎、海马，就觉得很有意思，很好奇这些药为什么这么神奇可以治各种不同的疾病，也对人体是如何运行的产生很大兴趣，所以报了生物系。
后来也有好多人问我选专业是否后悔，我的同学里面也有很多人转行。其实高考报志愿的时候大家都不太了解这些专业，…
8月21日Warshel Institute讲座
2019 Special Lecture : The Life study way from experimental animal to the cells
Speaker's Biography:
Dr. Chi-Wen Li, is assistant professor, Post-Baccalaureate Veterinary Medicine in Asia University, Taiwan. He is a veterinarian, biochemistry and computational biologists and has studies the thermostablility mechanisms and neurological diseases. In 2013, Dr. Li joined the technology company and be technique engineer that responsible for the Italy‘s DEParray machine to assemble, calibrate, test and do experiments to help customers’s sample to separate into the signal cell. This technique can widely be applied to cancer, stem cell and whole Genome Amplification (WGA) etc. In 2017, he returned to the school to be a assistant professor to teach and train the new veterinarian in the next generation.
Abstract
Life individuals are composed of very diverse and complex systems. Researchers use a variety of different experimental animals to develop…
王明伟教授
王明伟教授现任复旦大学药学院院长、国家新药筛选中心主任、国家化合物样品库主任。他1982年毕业于上海第一医学院，1989年获得剑桥大学博士学位，2001年起出任中国科学院上海药物研究所研究员，迄今发表英文学术论文206篇，获得国内外发明专利授权63项。2002年获得上海市“白玉兰纪念奖”，2005年荣获国务院特殊津贴，2011年入选中央，2012年获得上海市“白玉兰荣誉奖”，被推选为“全国优秀科技工作者。现为浦东新区人民政府生物医药产业发展资深顾问、上海市浦东新区工程师协会理事长、中国科学院大学教授、复旦大学双聘教授和上海科技大学特聘教授等。其主要研究成果包括发现首个具有体内实验疗效的小分子B类G蛋白偶联受体激动剂、解析三个B类G蛋白偶联受体的三维分子结构（胰高血糖素受体、胰高血糖素样肽-1受体和1型甲状旁腺素受体）、阐明类胰岛素肽5及其受体（A类G蛋白偶联受体）的糖代谢调节功能以及揭示孤儿型G蛋白偶联受体GPR160与前列腺癌发生发展的相关性。
Q1. 您的学习经历是怎样的？
我的学术背景比较广泛。虽然我现在的研究工作主要跟材料化学与材料工程有关，但是我的本科专业其实是食物及营养学，并副修了生物化学。也因为我的这个背景，我曾跟香港理工大学护理学院的一位老师合著了《亲子营养大作战》一书，以推广社区营养学。另外，我也曾担任香港的“自在人生自学计划”的营养课程的课程编撰，针对大众的营养需求，教授他们建立均衡饮食的方法。
在修读本科的时候，我选了一门化学生物学的课。课程中我接触到有关载体的概念。当时我了解到一些细菌及病毒等病原体竟然也能用于治疗癌症等疾病，对此我感到很新奇。所以我想对这一领域有更多的认识，并希望能通过对载体技术的研发，为“衰老”这个涉及全身细胞及组织的“绝症”寻求解决办法。因此，我选择加入了当时任教那门化学生物学课的老师的实验室，并以载体的设计及开发作为我博士论文的方向。至于我的硕士学位，那是我在香港大学机械工程学系从事博士后工作期间修读的。那时我的研究涉及微流控及流体力学等工程技术。我希望更好地把工程学融入载体技术当中，所以用工余时间完成了材料工程及纳米技术的硕士课程。
黎博士有关载体研发的论文获期刊 Trends in Biotechnology 选为封面特刊文章。该封面由黎博士亲自设计及绘画。
Q2. 您的科研经历是怎样的？
我在读博期间做的主要是高分子载体的研发。博士毕业后，我去了韩国首尔的延世大学从事了一年博士后工作。之后回到香港，在香港大学的机械工程学系担任博士后研究员，探讨工程技术于载体研发上的可能性。而在博后期间，我认识了 Andrey Rogach 教授。他是香港城市大学功能光子研究中心的总监，亦是材料学知名期刊 ACS Nano 的副编辑。在我领导独立课题组时，我的组与 Rogach 教授展开了不少科研合作，通过光子材料与载体材料的结合，我们在Advanced Functional Materials 及 Chemistry of Materials 等期刊发表了多篇论文。
黎博士在香港理工大学的实验室参与及亲身指导其课题组的学生的实验。
而说到我的科研发展，我亦不得不提我的恩师：香港理工大学的黄永德教授。他是该校应用科学及纺织学院的院长。…
Topic
Processes on the Emergent Landscapes of Biochemical Reaction Networks, Single-cell Biology, and Heterogeneous Population Dynamics of Tumors
Abstract
Molecular biology is the foundation of life and health sciences. It is based on biochemistry and cell biology. In this talk, I try to give a computational modeling framework for represent biochemical reaction networks and cellular processes. We compare and contrast this paradigm with the classic Newtonian representation for the Nature. The notion of a landscape, with valleys and mountains, has been a widely employed in thinking about dynamics of organisms and biological phenomena, such as in protein folding, differentiation, and Darwinian evolution. However, such a representation has only rigorous foundation for closed biochemical systems such as a protein. Recent advances in mathematical biochemistry and its applications have provided a new basis for such a landscape for open biochemical systems…
About the Speaker
Dr. Hsiao-Mei Lu, is the Vice President of Bioinformatics & Computational Biology in Ambry Genetics, one of the largest molecular diagnostics company in USA. She leads a team of scientists, statisticians, and computational biologists and has developed numerous next generation sequencing pipelines and variant assessment schemes for clinical diagnostics in cancer, cardiological, and neurological diseases. In 2011, Dr. Lu joined Ambry Genetics and successfully built clinical bioinformatics pipelines for whole exome sequencing and clinical diagnostics in hereditary and somatic cancer, cardiological and neurological diseases. She leads a team of scientists, statistical geneticists, and computational biologists and has developed numerous computational tools and conducted clinical research projects. Dr. Lu is also an active scientist in human genetics, machine learning, data mining, and mathematical modeling. Dr. Lu received her doctor's…
Q1. 您的学习经历是怎样的？
我本科就读于南开大学应用物理系。南开大学数学系比物理系要强一些，但是我不是很喜欢纯理论纯计算的学科，所以高考报名的时候就优先选择了物理系。应用物理学是一个交叉学科的专业，包括生物、医学、光电子信息科技、光学等细分方向。本科前两年学习了物理学的基础课程之后，到三年级细分专业方向时，我选择的就是生物物理学方向，所以我在本科阶段就对生物学有了一定的知识积累。到大四选择保研还是找工作的时候，我当时想继续从事科研。机缘巧合，北医（北京大学医学部）的尹长城教授来南开进行讲座，他当时讲的就是冷冻电子显微镜的技术，我听了之后很震惊，用冷冻电子显微镜技术居然可以直接“看”到需要研究的生物分子，我觉得这个技术如果发展起来会有非常广泛的应用空间，所以当时毕业设计的时候我就选择进到他的组做实习，本科毕业后也选择了他作为我的博士生导师，正式进入了冷冻电镜这一研究领域。可以说，尹老师是我科研上的领路人。本科阶段对物理学，数学和生物学的交叉学科知识的掌握也帮助了我从事冷冻电镜方面的结构生物学研究。
Q2. 您能简单介绍一下冷冻电镜技术的发展吗？
1931年德国科学家Ernst Ruska发明了透射电子显微镜。上世纪中叶，生物学家尝试对生物样品进行固定、包埋、切片及重金属染色等技术应用电子显微镜观察细胞的精细结构，并发现了许多重要的细胞器。但是这样观察到的生物样品是脱水状态的，而且是对附着生物分子的重金属染料成像，无法获得生物大分子的高分辨结构信息。如何用电子显微镜观察含水状态的生物样品成了科学家们试图解决的问题。
上世纪80年代Jacques Dubochet发明了快速冷冻的方法，可以将生物分子在溶液中的状态迅速固定。当降温速度比较快时，水溶液会形成无序的玻璃态冰，而不是我们常见到的晶体状冰，这样生物大分子可以保持其在溶液中的原始结构，而低温环境可以降低电子对生物大分子的辐射损伤，保持了蛋白质的高分辨结构信息。这种用低温制备并观察样品的技术成为现在普遍使用的冷冻电子显微学技术。Jacques Dubochet也因为自己对冷冻电镜技术发展的原创性贡献，与Joachim Frank和Richard Henderson共同分享了2017年诺贝尔化学奖。
在成像方面，…
Q1. 什么是“生命与健康科学”？“生命与健康科学”与“生物学”有区别吗？
叶德全教授：生命科学研究生物的结构、功能、发育、行为等，从而了解生命的起源、演化、以及与环境的相互关系。生物包括动物、植物、微生物等生命体。生命科学包括许多分支学科，如遗传学、生理学、生态学、细胞学、微生物学等。健康科学主要是指生命科学中与人类健康相关的部分，与医学有密切的关系。
黄宪达教授：生物学和物理、化学一样都是学习生物医学和健康科学必须的基础科学。而健康科学是生物学的延伸，需要在生物学的基础上把很多工程、统计、健康大数据等方面的知识和方法结合起来。
Q2. 未来的“生命与健康科学”将会是什么样的？
朱宝亭教授：未来社会上，大部分的财富——无论是个人的花销还是政府的税收——应该都会用在健康产业上，身体要健康，心情要愉快，活到九十岁照样能生龙活虎地打篮球（笑）。美国目前百分之三十的GDP都用于医疗、药物等跟生命健康有关系的产业，美国的一些大型医药企业年产值能有几百亿美元。深圳市政府也瞄得很准，把这个当作四大经济产业之一。
朱宝亭教授实验室
黄宪达教授：随着国内的人口越来越多，未来二三十年，我们将面临一个老龄化的社会，要迎接在养老和健康方面的更大的挑战。在生命健康领域，中国和欧美各国在激烈竞争，国家对科研和产业发展的投入会越来越多，在粤港澳大湾区也会着重在生物、医学、药物产业的发展。所以，在疾病诊断技术和药物研发等领域，中国未来亟需大量的人才。
成贵娟教授：未来的生命与健康科学将是多学科高度交叉的学科，科研学术和产业应用紧密结合，包含从基础研究到临床及健康产业应用的综合性科学。它将和人们的生活息息相关，它的发展程度将直接关系到能否有效改善和提高人类的健康水平和生活质量。
任若冰教授：首先我想讲的是，21世纪一定是生命科学的世纪。以前有个笑话说：“学生物的都找不到工作，所以就融入到各行各业，…
活动预告 | 计算生物与生物信息学研讨会
第二届计算生物与生物信息研讨会将于2019年5月17日于香港中文大学（深圳）举办，本研讨会由香港中文大学（深圳）瓦谢尔计算生物研究院以及生命与健康科学学院发起支持并得到理工学院之协助。本研讨会邀请多名国内外顶尖科学家参与，共同探讨生物分子的行为与应用，反映目前计算生物与生物信息领域最先进的发展。
本次议题主要包含：多尺度分子模拟，生物分子结构动力学，蛋白质结构与癌症药物设计，整合基因体与蛋白质体学，生物资料库以及次世代高通量序列分析等。
研讨会对全校师生与外界开放，希望通过此次机会分享计算生物与生物信息领域的现况与发展。
Q1：能用比较通俗的语言介绍一下您5月9日在Cell期刊上发表的研究成果吗？
我们研究的是G蛋白偶联受体，缩写叫GPCR，是人类基因组编码的最大膜蛋白超家族，人体里面有800多种GPCR。我们平时吃的药大部分都是要作用于药物靶点的，而GPCR这一类受体就是人体内最大类别的药物靶点，现今医药市场上约40%的药物分子都以GPCR作为药物靶点。我们研究GPCR的结构和功能，以便利用这些信息来设计药物。
我过去在斯坦福大学七年左右的时间，主要是运用多种技术手段综合地对GPCR信号分子复合物的结构和功能进行研究。之前科研人员对GPCR解析的尝试都是在特定状态下的瞬时晶体结构，对于GPCR和它的信号分子之间的相互作用动力学细节并没有深入的了解。GPCR同G蛋白的结合或者解离是瞬时并且高度动态的过程，了解这个动态过程的各种信息对研究GPCR和细胞信号转导具有非常重要的意义。打个比方，动画片有不同的关键帧，之前我们只能看到每个帧的画面，但是如果想了解从帧到帧之间的过渡状态，只依赖原本的结构生物学的方法——包括普通晶体学和冷冻电镜等方法——就有局限性了。
所以为了监测毫秒级的早期分子相互作用事件，我们就运用并改进了一些生物物理学的方法，主要包括两种，一种叫脉冲型氢氘交换（Pulsed HDX-MS），另一种叫X射线辐射裂解蛋白印记（X-ray Footprinting）。以我为第一作者的这篇论文是运用这两种方法首次分析研究 beta2肾上腺素受体-G蛋白复合物组装过程的动力学信息。这两种方法是用同位素置换或高强度的光源照射这个受体蛋白，使蛋白表面被修饰，根据蛋白表面跟环境之间容积的接触程度的不同，蛋白不同部位的修饰程度也会不同。我们通过质谱的方法研究修饰程度的不同，从而了解受体蛋白复合物构象的变化。通过所获得的动力学信息就能研究GPCR是怎么和它的信号分子之间进行时序性相互作用的，进而了解GPCR关于信号分子调控这一重要的生物学问题。因为只有了解清楚GPCR的整个结构、调控机制等相关信息后，才能够充分利用这个系统的信息来帮助设计药物。
