实验室简介


贺建奎教授和Michael Deem教授联合在南方科技大学组建实验室,开展基因组学,免疫学,系统生物学,以及合成生物学方向的研究。我们的目标是通过各种物理,化学,统计的交叉方法来研究与人类健康相关的各种疾病以及用生物技术来解决人类目前最迫切的能源问题。

人物介绍

贺建奎,南方科技大学副教授,2006年本科毕业于中国科技大学,2010年在美国莱斯大学获生物物理学博士,2011年在斯坦福大学生物医学工程系Stephen Quake实验室做博士后研究。2011年贺建奎出版专著 “Modularity: The principle of evolution in complex system”来总结和介绍复杂系统进化中的模式化现象. 2010 年贺建奎获得美国先进科学协会SWARM分会(AAAS-SWARM)颁发的优秀论文奖,并获得中国留学基金委颁发的 “国家优秀自费留学生奖”。

Michael Deem, 生物物理学家,现为美国莱斯大学生物工程系John W. Cox 讲座教授。美国科学促进协会会士(fellow, AAAS), 美国物理学会会士 (fellow, APS), 美国生物医学工程学会会 士 (fellow, BMES). 2011年美国化工协会科技进步奖得主。Michael Deem计划以千人计划身份加盟南方科大。


研究方向

宏图展望: 想象有一天,当我们只需要怀孕的母亲的一滴血,就可以检测出胎儿是否带有严重的遗传疾病。想象有一天,医生只需要你的一点点唾液,就可以通过分析其中的DNA,检测出你是否有糖尿病,心脏病,高血压等疾病的相关基因类型,从而提出相应的生活,饮食和疗养建议来避免这类疾病。想象有一天,你去看医生的时候,你需要把一张包含你所有基因以及健康信息的身份证大小的电子芯片交给医生,医生会根据你的基因组,基因表达决定个体化的治疗方案。这就是未来的个体化基因医疗。


基因的“读”和“写”


近年来基因技术的发展使得人们逐渐能够认识和操作基因了。在这里,我提出一个通俗的概念,21世纪的生物学的一个重要发展方向是基因的“读”和“写”。基因的“读”是指测出基因的序列并探索基因的功能。 通过读取人体的基因信息,我们可以研究人类的遗传,健康状况,和疾病诊断治疗等。 而另一方面,随着基因调控技术的发展,我们已经可以更改和重新编码细胞的基因和DNA,从而创造出新的物种和生命体,使之具有我们想要的功能,我们称之为 “写”。生物基因的“读”和“写”,是我们实验室的研究方向。
具体而言,我们应用新一代DNA测序技术来“读”取生命体的基因信息。人的基因组分为两大类:静态全基因组和动态局域基因组。静态全基因组是细胞核染色体上所有的基因信息。通过静态全基因组测序,我们可以找出各种遗传性疾病的关联基因。而动态局域基因组典型的例子是肿瘤细胞的基因组,肿瘤细胞在产生过程中获得了局域性的变异。新一代DNA测序能够找出肿瘤细胞的突变基因,从而有助于攻克癌症。人体的免疫基因组也是动态的,它包括所有的T细胞和B细胞的受体基因。最近,我们提出的人类免疫基因组计划目标是要测定10000个人的免疫基因组库,找出100疾病的免疫基因组特性,从而开发出基于免疫基因组测序的疾病诊断和治疗方法。
在“写”基因方面,我们计划对大肠杆菌的基因组进行改写,加入从其他细菌提取的催化油脂反应的多个基因,使之能将农作物和废弃的食用油转化为柴油,寻求可再生能源的新途径。

人类免疫基因组计划

人类免疫基因组计划是南方科技大学计划中的国际合作研究项目。人类免疫基因组计划的目标是对10000个病例的免疫基因研究,找出对人类健康最重要的癌症,自身免疫疾病和传染病等免疫相关疾病在免疫基因组上的特异性的标志,以促进疾病检测预测,病理研究,疫苗设计,药物开发和免疫治疗。

遗传疾病基因组

基于家族的全基因组测序是一种有效的发现致病基因的方法。 全基因组测序革新了人们传统的单基因遗传疾病的研究,它能够提供高精度的数据来发现突变,能够通过父母的基因组信息来准确的计算出子代基因组的haplotypes。 这将成为下一个遗传基因疾病领域的研究热点。中国拥有丰富的病例资源,我们利用这一优势来进行大规模的基因组测序,同时对多种遗传疾病开展研究。


南方科技大学基因测序中心(筹建中)

筹建中的南方科技大学基因测序中心是一个资源共享平台,为南方科大研究人员,以及校外人员提供测序服务。我们的目标是为华南地区提供一流的基因研究平台。中心将拥有新一代测序仪(Illumina Hiseq, Miseq, Roche 454, Ion Torrent),流式细胞仪(BD FACSAriaIII, BD LSRFortessa), 数字PCR系统(Fluidgim Biomark)等仪器。