华大生命科学研究院

乔治•丘奇合成生物学联合研究所


在第十二届国际基因组学大会(ICG-12)上,深圳华大生命科学研究院与世界知名生物学教授George Church达成合作,宣布建立乔治•丘奇合成生物学联合研究所(George Church Institute of Regenesis)。结合双方资源优势,聚焦合成生物学技术与前沿应用领域。

使命

致力于开发和利用革新性的合成生物学和基因组学技术,探索生命科学尚未开发的“蓝海”领域。

愿景

成为生命科学爱好者自由想象和开放合作的“梦工厂”。

文化

  • Dream Big (“脑洞”大开)

    我们都拥有梦想,一个成为英雄的梦想,或是一个被告知只存在于科幻世界里的梦想。 在这里,我们鼓励自由地追逐梦想,实现“不可能”。

  • Socially conscious (社会感知力和责任心)

    我们每个人与万物共生,彼此依存。我们愿感知社会的声音,以水滴之力,利万物而不争。

  • Equal, Open, transparent and collaborative science (平等,开放,透明,合作)

    我们推崇团队合作,而且我们相信这个‘团队’可以跨越时空和文化而凝聚地更大。 我们鼓励分享,而且我们相信“一个思想+一个思想>两个思想”。

发展历程

  • 2017.10.26

    成立 乔治•丘奇合成生物学研究所

  • 2019.10.27

    召开 乔治•丘奇合成生物学研究所第一届年会

  • 2020

    在DNA信息存储和基因组设计合成领域启动深度合作,开展多项合作

亮点成果


基因组重编辑


蛋白质既是生命的物质基础,也是生命活动的主要承担者。蛋白质功能创新被认为是推动生物技术和生物医药等领域发展的重要引擎之一,因此一直是科学研究的重点。本项目从“工具”和“底盘”两个维度来构建高效的真核基因密码子拓展技术,通过挖掘和改造蛋白质翻译工具,并构建高适配的真核底盘细胞,实现在真核生物(酿酒酵母为代表)中高效地基因编码非天然氨基酸。通过拓展天然编码系统有限的蛋白质构筑基元种类(20种天然氨基酸),探索非天然氨基酸在多肽、酶、抗体结构和功能创新中的关键作用,从而推动生命活动控制、新药研发、生物制造等多个应用领域的发展。


该项目受到国家及省市级多个项目的支持,包括国家重点研发计划1项、国家自然科学基金项目2项、广东省面上项目1项、深圳科创委项目1项,累计获批1559万。


代表性文章:

Haolin Zhang&, Xuemei Gong&, Qianqian Zhao&, Takahito Mukai, Oscar Vargas-Rodriguez, Huiming Zhang, Yuxing Zhang, Paul Wassel, Kazuaki Amikura, Julie Maupin-Furlow, Yan Ren, Xun Xu, Yuri I Wolf, Kira S Makarova, Eugene V Koonin, Yue Shen*, Dieter Söll*, Xian Fu*. The tRNA discriminator base defines the mutual orthogonality of two distinct pyrrolysyl-tRNA synthetase/tRNAPyl pairs in the same organism. 2022. Nucleic Acids Res. 50(8):4601-4615. (同等贡献; *通讯作者).



付宪,林涛,张帆,张惠铭,章文蔚,杨焕明,朱师达,徐讯,沈玥.  基因密码子拓展技术的方法原理和前沿应用研究进展[J合成生物学,202011):103-119

Fu XianLin TaoZhang FanZhang HuimingZhang WenweiYang HuanmingZhu ShidaXu XunShen Yue. Progress in the study of genetic code expansion related methods, principles and applicationsJ

. 2020. Synthetic Biology Journal. 1(1): 103-119

《合成生物学》是我国目前唯一专注于合成生物学领域的中文科技期刊,该综述受邀发表在《合成生物学》创刊号



Yanrui Ye*, Minmin Zhong , Zhanhua Zhang, Tai Chen, Yue Shen, Zhanglin Lin*, and Yun Wang* . Genomic Iterative Replacements of Large Synthetic DNA Fragments in Corynebacterium glutamicum.

ACS Synth. Biol. 2022, 11(4) 1588–1599


高效DNA数据存储方法研究


传统存储介质如硬盘、光盘等已逐渐无法满足大数据时代的信息存储需求,DNA(脱氧核糖核酸)因其数据存储密度高、保存寿命长等特点,相较于传统存储介质有颠覆性的优势,近年来收到全球政府和科研机构的广泛重视。本项目利用底层比特-碱基编解码转换系统为切入点,与华大自主研发的DNA合成与测序装备相互联动,形成DNA信息存储全流程的自主技术闭环。通过结合生物、计算机、材料、数学等多个学科,推动以“生物+信息技术”为主体的交叉融合,并建立未来大数据存储的新范式。


该项目受到多个国家与省市级项目的支持,包括国家重点研发计划2项、国家自然科学基金项目1项,深圳市专项项目1项,累计获批1000余万。


代表性文章:

Zhi Ping#; Shihong Chen#; Guangyu Zhou#; Xiaoluo Huang#; Sha Joe Zhu; Chen Chai; Haoling Zhang; Henry Lee; Guangyu Zhou; Tsan-Yu Chiu; Huanming Yang; Xun Xu*; George M. Church*; Yue Shen*; Towards Practical and Robust DNA-based Data Archiving by Codec System Named ‘Yin-Yang’, Nature Computational Sciences, 2022. (封面文章)




平质,张颢龄,陈世宏,倪鸣,徐讯,朱砂,沈玥. ChamaeleoDNA 存储碱基编解码算法的可拓展集成与系统评估平台[J. 合成生物学,202123):412-427

PING ZhiZHANG HaolingCHEN ShihongNI MingXU XunZHU ShaSHEN Yue. Chamaeleoan integrated evaluation platform for DNA storageJ. Synthetic Biology Journal202123):412-427

(专辑文章)


57个密码子的人工合成大肠杆菌


57个密码子大肠杆菌基因组:从头设计与合成4 Mb大肠杆菌基因组,将重编后的基因组分成87个片段(每个约50kb) 。将AGA, AGG, AGU, UUA, UUG 和 UAG密码子进行同义替换并保持其余密码子不变。柱状图颜色的深浅表示7个被替换的密码子在每个片段中的相对数量。


科学家团队


杨焕明

杨焕明

现任华大集团董事、理事长。丹麦哥本哈根大学博士,后在法国、美国从事博士后研究。中国科学院院士,中国医学科学院学部委员,发展中国家科学院(TWAS)院士,以及美国国家科学院、德国国家科学院、印度国家科学院、丹麦皇家科学院、欧洲分子生物学组织(EMBO)外籍成员。中国科学院及中国医学科学院教授。作为联合创始人,创建了华大基因和中国科学院北京基因组研究所,他和他的团队为“国际人类基因组计划”、 “国际人类单体型图计划”、“国际千人基因组计划”、“国际癌症基因组计划”等国际合作的基因组计划,以及第一个亚洲人基因组、人类泛基因组学、古人类基因组、肠道Meta基因组的研究做出了重要贡献。

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汪建

汪建

现任华大集团董事长。 1979年毕业于湖南医院(现中南大学湘雅医学院)医疗系,1986年获北京中医学院(现北京中医药大学)中西医结合专业硕士学位,1988至1994年期间,先后在美国德州大学、爱荷华大学、华盛顿大学从事博士后研究;1991年主导成立西雅图华人生物医学协会,策划将人类基因组计划引回国内。1994年回国创建吉比爱生物技术(北京)有限公司,积极推动人类基因组计划的实施。1999年为承接人类基因组计划的中国部分,主导创建华大基因。2003至2007年任中国科学院基因组研究所副所长。2007年南下深圳,建立深圳华大基因研究院以及之后的科研、教育与产业体系。全球新冠疫情期间,汪建率队72小时完成新冠病毒核酸检测试验盒研发,并打造出高通量核酸检测实验室—— “火眼”实验室,快速提升检测效率,为疫情防控提供了强有力的科技支撑与保障。


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徐讯

徐讯

现任华大集团执行董事、华大研究院院长,国际标准化组织/生物技术委员会副主席(ISO/TC276),ISBER (国际生物及环境样本库协会)中国区主席、世界经济论坛未来理事会委员、全国生物样本标准化委员会(SAC/TC559)专家委员,深圳市生命科学与生物技术协会第三届理事会副会长,深圳市医学会第一届基础医学专家委员会副主任委员。具体研究方向包括测序仪及相关技术开发,单细胞测序技术,时空组测序技术(stereo-seq)以及测序技术在疾病和农业上的转化应用研究。目前已发表在包括《自然》、《科学》、《细胞》等国际顶级科学杂志在内的 SCI 收录论文 300 余篇,其中,第一作者或并列第一作者 15 篇,通讯作者 60 篇,连续七年入选科睿唯安“高被引科学家”名单,获授权专利 34 项。主持或参与多项重大项目,包括国家 863 测序仪开发项目、发改委产业集聚项目、国家重点研发计划等。曾荣获“科技部大挑战青年科学家”、“鹏城杰出人才奖”、“广东省科学技术奖”一等奖、 “教育部自然科学奖”二等奖。2020 年 7 月入选国家百千万人才工程,授予“ 有突出贡献中青年专家”荣誉称号

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George Church

George Church

George Church 教授,现任美国哈佛医学院遗传学教授、哈佛和麻省理工健康科学与技术科学教授,美国国家科学院和国家工程院院士,同时担任IARPA BRAIN项目和NIH基因组科学卓越中心主任。他是全球基因组工程、系统和合成生物学的先驱,在基础研究与产业转化方面均拥有丰富经验成果,合作创办生物技术公司十余家(Knome 、PierianDx、Alacris、AbVitro、Juno、Genos、Veritas Genetics、Gen9、Editas、Egenesis、enEvolv)。荣誉包括选举NAS和NAE和富兰克林鲍尔奖得主在科学成就。累积发表了超过500篇高水平论文,申请专利150余项,出版Regenesis专著。


主页链接: http://arep.med.harvard.edu/gmc/


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王瑜

王瑜

王瑜,副研究员(待入职),哈佛大学医学院博士,师从George Church 教授和Peng Yin 教授。在Nature Biotechnology, Nano Letters, Chemical Science等杂志发表一作文章。申请并授权一项国际专利。研究方向包括:基于DNA-抗体纳米技术的开发和应用,原位多重组学技术,超灵敏血液蛋白检测,人群规模疫苗抗体反应检测。

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 沈玥

沈玥

沈玥,现任深圳华大生命科学研究院合成生物学领域首席科学家,研究员,爱丁堡大学博士,“广东特支计划”科技创新青年拔尖人才,深圳市国家级领军人才,2010年加入华大研究院。研究方向包括:合成基因组学及相关的使能技术开发及应用探索,已发表SCI,Nature等收录论文26篇,申请发明专利24项,其中已授权专利6项,软件著作权14项,主导编制国家标准与广东省地方标准各1项,企业标准7项。部分科研成果入选“2017 年中国科学十大进展”与“2019年度天津市自然科学特等奖”荣誉。

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付宪

付宪

付宪 目前的研究重点包括:酵母基因组的设计与合成、高效的真核基因密码子拓展技术的开发、和相关的科学研究(翻译后修饰、生物防控)与产业应用(抗体偶联药物、新型多肽及蛋白筛选)。以第一/(共同)通讯作者在Nucleic Acids ResmBio,共同作者在PNASAngew Chem Int Ed Engl等杂志发表SCI文章20篇,申请发明专利5项。作为项目负责人主持国家和省级项目2项,作为华大任务负责人主导国家重点研发计划合成生物学重点专项课题,累计获批经费1215万。


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闫诗汭

闫诗汭

闫诗汭, 毕业于俄亥俄州立大学, 先后在约翰霍普金斯医学院和哈佛大学医学院担任助理研究员。在哈佛医学院期间, 参与人工合成型57个密码子大肠杆菌的构建,并在深圳华大研究院继续开展相关工作。


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郑炬

郑炬

郑炬,现任深圳华大生命科学研究院副研究员,比利时鲁汶大学博士,深圳市“孔雀计划” 、盐田区“梧桐凤凰”C类人才, 2019年加入华大研究院。主要研究方向为:酵母基因组的简并与人工合成。在Plos Genetics等杂志发表SCI论文9篇(第一作者2篇),申请并授权发明专利1项。作为项目技术负责人参与国家级研发项目2项。

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平质

平质

平质,现任深圳华大生命科学研究院合成生物学平台DNA存储项目负责人,助理研究员,新加坡南洋理工大学博士,深圳市海外高层次人才。2017年加入华大研究院,研究方向包括:DNA存储技术探索、生物信息学及合成生物学。已发表DNA存储相关文章4篇,申请相关发明专利5项,获得软件著作权4项。

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王云

王云

王云,致力于合成基因组关键技术开发和运用研究,建立合成酿酒酵母基因组从人工序列设计到合成构建的全流程实验与生物信息技术。参与国家级重点研发计划3项,其相关研究成果,已在Science、Nature Communications、Genome Research、ACS synthetic biology等杂志,发表文章12篇(CNNS 5篇),其中并列一作或者通讯作者6篇,申请研发技术专利8项,软件著作权4项。参与项目合成酿酒酵母基因组入选2017年度中国科学十大进展,获得市级科技奖2项。主导制定国家或者广东省标准2项,并促使华大基因成功加入国际基因合成联盟(IGSC)。

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陈泰

陈泰

陈泰,2011年加入华大,参与合成生物学里程碑式项目“酿酒酵母基因组人工合成计划(Sc 2.0 project)”,相关研究成果以封面文章形式在Science杂志发表,并入选国家科技部组织评选的“2017年中国科学十大进展”,进而基于酵母基因组合成技术基础主导搭建了首个自动化合成生产平台。参与国家863/973、广东省重点实验室、深圳重大科研基础设施等科学研究和平台建设项目多项,在Science、Nature computational science、Genome research等杂志累计发表科研文章8篇,申请发明专利17项(已授权发明专利4项)、软件著作权3项,参与编制合成ISO标准、国家标准、地方标准、企业标准共10项。

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高南风

高南风

高南风,香港科技大学化学博士,深圳市“海外高层次C类人才”,盐田区“凤凰梧桐C类人才”,广东省“海外博士后人才”。2020年加入华大研究院,从事核酸化学相关的DNA测序试剂的开发,以及寡核苷酸合成技术与核心工具开发,申请发明专利两项。


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江湘儿

江湘儿

江湘儿,2018年加入深圳华大生命科学研究院,从事寡核苷酸合成技术与核心工具开发、基因组装及其下游应用,主导完成自主知识产权合成仪性能测试及合成产品成果转化测试。发表SCI论文3篇,申请发明专利6项,参与国家、省、市科技项目9项,总额达2630万元,并承担国家重点研发计划子课题任务负责人,提交多份科技部调研报告。


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王雯

王雯

王雯,研究兴趣包括DNA纳米科技及其在检测、成像、信息存储和功能材料的自组装等方面的相关应用。已在Nature Communications、 Angewandte Chemie、Nucleic Acids Research等杂志发表文章五篇(第一作者四篇),申请发明专利两项(授权一项)。作为项目负责人和主要参与者,申请和参与国家自然基金面上项目、香港研究资助局优配研究金项目和中国博士后科学基金面上项目等多个科研项目。

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