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叶凯:破译“恶之花”的基因密码

来源:科技日报 发布于2018/10/17

  人物简介
  叶凯:西安交通大学电子与信息工程学院教授,从事生物信息学研究。

  由于罂粟是制取鸦片的主要原料,因此它常被称为“恶之花”。“但人们也许不知道,罂粟还具有药用价值,它的提取物也是多种镇静剂的重要原料。”西安交通大学电子与信息工程学院教授叶凯说,他想把“恶之花”的另一面展现出来。
  近日,叶凯团队、英国约克大学教授伊恩·格拉汉姆团队、英国惠康基金桑格研究所研究员宁泽民合作的学术论文《鸦片罂粟基因组及吗啡喃的合成》发表在《科学》杂志上,首次公布了鸦片罂粟的高质量全基因组序列和组装分析结果。这一成果为进一步挖掘鸦片罂粟的药用价值和揭示罂粟科乃至早期双子叶植物进化历史奠定了重要基础。
  跨界研究,从生物实验到信息编码
  虽然如今的叶凯已扎根生物信息领域多年,但其实在最开始他并不是位跨学科学者。
  读研期间,叶凯迈入了生物学研究领域,那时他把大部分时间都用来做生物实验。可单一的生物实验,难以满足叶凯的好奇心,他将视线对准一个新的领域——生物信息学。
  直到2004年赴莱顿大学读博,叶凯才真正进入生物信息这个交叉学科。从那以后,把生物过程抽象成信息编码成了叶凯的主要任务。旋状扭动的DNA双螺旋、神秘莫测的超级基因簇……那时的叶凯每天都要和它们打交道。
  为了能尽快学习、掌握这个交叉学科的知识,叶凯很拼命,熬夜查资料、做实验成了他的日常。辛勤的耕耘最终换 来了沉甸甸的收获:自2008年起,他开发了一系列基因组测序数据分析解决方案,发表SCI论文53篇。这让叶凯成为国际上较早接触第二代高通量测序技术和数据的研究人员,他还以主要成员的身份参与了美国肿瘤基因组路线图等国际重大科学项目。
  从2008年开始,叶凯尝试将生物信息学技术应用在精准医疗领域。叶凯开发了一系列基因变异检测方法及分析系统,其中由他开发的部分研究成果如Pindel检测系统已作为该领域的核心检测方法之一,被多国科研单位、医疗机构广泛使用。
  2016年3月,叶凯来到西安交通大学,同年4月该校为其成立了具有鲜明交叉学科特色的“叶凯青年科学家工作室”,鼓励他继续进行大数据挖掘、算法设计、细胞工程、基因组学等多领域的交叉研究工作。
  带队有方,培养成员国际化视野
  尽管目前叶凯团队的规模并不大,但这支小团队却在短时间内做出了很多成果。其中最有影响力的,就要数他们最近发表在《科学》杂志上关于鸦片罂粟的成果。该研究历时两年多,叶凯团队成员在完成数据采集工作后,仅用8个月的时间便高效完成了难度颇高的数据分析任务。叶凯表示,团队快速攻关的秘诀在于充分利用交叉学科的优势。
  仔细分析叶凯团队成员的学术履历便能发现,团队成员的学科背景非常丰富,涵盖了包括自动化、计算机科学、生物学等在内的多个学科。正是由于团队成员运用在各自领域多年积累的知识和经验,确保了研究项目每一环节的创新性和严谨性,在极短的时间内便能将各方优势发挥到极致。
  同时,国际化是叶凯青年科学家工作室的另一个突出特色。在叶凯看来,一支优秀的团队必须具有开阔的视野并积极与国际接轨。
  郭立是《鸦片罂粟基因组及吗啡喃的合成》一文的第一作者。2016年在美国完成植物病原基因组学博士后研究工作后,他来到西安交通大学加入了叶凯青年科学家工作室。“和叶凯教授相处,感觉亦师亦友。他给我们提供了相对宽松自由的研究氛围,相信在这个平台上成员们可以走得更远。”郭立说。
  “工作室为每位青年教师都提供了自由的发展空间和个性化的培养计划。”叶凯希望可以尽最大可能调动团队成员的积极性,激发他们的研究自主性,“让每位成员都成长为独当一面的帅才”。

 

 

 

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