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李志远

  

 
李志远
 
邮箱:zhiyuanli@pku.edu.cn
实验室主页:http://www.zhiyuanlab.xyz

研究方向:
 
定量生物学
 
研究兴趣:
 
网络与演化
形形色色的生命现象背后,是一张张各节点相互依存相互制约的网络,而这些相互作用又让网络在多个时间尺度上发展演变。我的研究兴趣在于灵活运用多种定量方法探求这些复杂现象背后的系统规律,包括:
o   探索性挖掘多种高通量实验数据
o   建立数学模型以探索生物网络的相互作用和演化规律
o   为生物设计提供蓝图
 
在研课题:
 
o   探索基因调控网络/细胞信号网络在细胞命运决定中的作用
在诸如胚胎发育和器官形成的多细胞生成过程中,具有相同基因组的细胞们稳健地分化向多种细胞型。究竟是什么提供了发育系统的复杂度?什么样的“命运编码”能从所有细胞都同质的基因网络和信号转导网络里稳定而规则地建立异质性?从网络基本拓扑到实验数据挖掘,我们希望使用灵活多样的数理手段来追寻多细胞系统的生成规律。

o   定量构建微生物种群的环境响应、竞争、合作与进化模型
微生物群落与人类健康息息相关。微生物生态系统中,由于多种物种和环境相互作用形成紧密的反馈回路,以及生态竞争和种群进化的时间尺度相当接近,使得对于微生物竞争、进化和共存的建模相当复杂。之前,通过“物种-环境”反馈回路的建模,我们构建了微生物竞争和进化过程中内秉性动态适应度地形图,为理解微生物的共存、竞争、优化策略和群落结构提供了普适性的定量化框架。下一步,我们计划以理论结合实践,通过与实验团队紧密合作,以微生物所分泌的次级代谢产物为侧重点,研究关于微生物群落竞争和演化的多方面问题。

o   挖掘天然产物的进化和设计规则
天然产物基因簇普遍存在各种微生物中,合成了大量药学上有价值的代谢产物,例如抗生素、抗病毒、抗肿瘤药物等。一些次级代谢产物的模块化结构曾激励了一大批研究者们进行基于模块的对于全新天然产物的人工设计,然而,这些设计出来的基因簇大都很难成功地生成产物。人工设计的失败可能由不同模块间的功能制约导致——若功能限制存在,则相邻模块不能自由组合,而需遵循一定的“组合规则”来形成有功能的基因簇。之前,通过新发现的藻类共生细菌Ca. E. kahalalidefaciens的基因组分析,我和我的合作者获取了天然产物进化的一类特殊模型,并发掘出一些天然产物的功能制约。接下来,我们将利用这一模型的逻辑内核,发展出基于天然产物基因簇数据库的,挖掘多类天然产物的功能制约和设计规则的普适性方法。

 
 
代表性文章:
 
•   Jindong Zan*, Zhiyuan Li*, Maria Diarey Tianero-McIntosh, Jeanette Davis, Russell T. Hill, and Mohamed S. Donia, “A microbial factory of defense chemicals in a tripartite marine symbiosis.” (2019) Science, 364, pp 1056,DOI: 10.1126/science.aaw6732
•   Li, Sophia Hsin-Jung, Zhiyuan Li, Junyoung O. Park, Christopher G. King, Joshua D. Rabinowitz, Ned S. Wingreen, and Zemer Gitai. “Escherichia coli translation strategies differ across carbon, nitrogen and phosphorus limitation conditions.” Nature microbiology 3, no. 8 (2018): 939. DOI:10.1038/s41564-018-0199-2
•   Jian Shu*, Chen Wu*, Yetao Wu*, Zhiyuan Li*, Sida Shao, Wenhui Zhao, Xing Tang, Huan Yang, Lijun Shen, Xiaohan Zuo, Weifeng Yang, Yan Shi, Xiaochun Chi, Hongquan Zhang, Ge Gao, Youmin Shu, Kehu Yuan, Weiwu He, Chao Tang, Yang Zhao, Hongkui Deng. Induction of Pluripotency in Mouse Somatic Cells with Lineage Specifiers.(2013) Cell, Volume 153, Issue 5, pp 963–975. DOI: 10.1016/j.cell.2013.05.001
 
 
 

 

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