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导师姓名:张先恩
职称:研究员
学历(学位):博士
导师类别:博士生导师、硕士生导师
张先恩,合成生物学与生物技术战略专家。在合成生物学、生物传感和纳米生物学交叉领域做出系统性创新性贡献,承担国家合成生物学与生物技术和生物制造领域发展战略研究。获加拿大Alberta大学荣誉科学博士学位,当选美国医学与生物工程院院士(Fellow)、英国皇家化学会会士(Fellow),担任中国生物工程学会副理事长及合成生物学分会主任、世界生物传感学术大会常务组委会委员、亚洲生物技术协会-纳米生物技术/生物传感/生物芯片分会创会共会长。担任Biosensors & Bioelectronics等10份期刊编委或顾问,获评全国科技系统抗击新冠疫情先进个人。
从事合成生物学、生物传感、纳米生物学和分析微生物学交叉创新研究,并用于解决生命科学研究、重大疾病诊疗和生物过程控制难题。
一、学习经历
1992-1995 中国科学院微生物研究所 生物化学专业 博士学位
1982-1985 中国科学院武汉病毒研究所 微生物专业 硕士学位
1978-1982 湖北大学 生物系 学士学位
二、工作经历
2021-至今 深圳理工大学合成生物学院 院长、讲席教授
2013-至今 中国科学院生物物理研究所 研究员
2002-2013 科学技术部基础研究司 司长
1999-2002 中国科学院武汉分院 党组书记、副院长
1992-1999 中国科学院武汉病毒研究所 副所长
1993-至今 中国科学院武汉病毒研究所 研究员、客座研究员
1985-1993 中国科学院武汉病毒研究所 研究实习员、助理研究员、副研究员。
三、国际影响力
生命科学发展战略任务:在合成生物学、生物技术和基础科学方面承担大量战略研究任务,主要如:国家重点研发计划合成生物学重点专项实施方案和指南专家组组长;中国合成生物学发展路线图(2022-2030)研究组组长;中科院十五五生物技术发展战略研究专家组组长;《国家中长期科学和技术发展规划(2021—2035)》基础科学战略研究专家组副组长及交叉科学组组长(2019);连续4年作为中方代表出席亚太经合组织(APEC)首席科学顾问会议(Chief Science Advisors or Equivalents)(2013,2015-2018);代表中国在中美英三国六院(2011)和(美国)工程生物研究联合会(Engineering Biology Research Consortium,EBRC)合成生物学发展战略会议(EBRC 2023)做中国合成生物学路线图报告。
四、学术组织任职
1.目前担任:中国生物工程学会副理事长、合成生物学分会主任、生物传感/生物芯片/纳米生物技术分会创会主任、荣誉主任;亚洲生物技术协会(Asian Federation of Biotechnology, AFOB)顾问、纳米生物技术/生物传感/生物芯片分会共同创会长;世界生物传感学术大会(World Congress on Biosensors)常务组委会委员。中国生物技术研究中心专家委员会委员。
2.曾经担任:伦敦纳米中心(London Center for Nanotechnology)顾问组成员(2011-2016),中国微生物学会副理事长(2008-2016),中国生物物理学会副理事长(2009-2013),湖北省微生物学会理事长(2001-2009),全国科学技术名词审定委员会常委(2004-2015);CFDA第一届医疗器械分类技术委员会临床检验专业组委员(2017-2022)。
3.国际国内学术大会和论坛做大会报告和特邀专题报告200百余次,发表科学论文380余篇(SCI收录300篇),属全球引用前2%科学家。
五、所获荣誉
1.首届中科院青年科学家奖(1989)
2.中科院有突出贡献中青年专家(1994)
3.加拿大Alberta大学荣誉科学博士学位(2015)
4.英国皇家化学会Fellow(2018)
5.美国医学与生物工程院Fellow(2020)
6.全国科技系统抗击新冠肺炎疫情先进个人(2021)
7.科研管理岗位上获2次三等功(2007,2010)
8.宏观战略论文两次获评《中国科学院院刊》年度十大热点论文:
9.世界生命科学格局中的中国,2022
10.解读新时代中国生物技术发展图景,2023
六、科研成果
承担多项国家级科研项目,包括:中科院重点项目(结核分枝杆菌蛋白芯片)中科院应急项目(非洲猪瘟病毒研究)、中科院先导专项B项目(病原与免疫学分析新方法)、国家自然科学基金重大项目课题(肿瘤标志物分子图谱)、国家科技攻关项目(生物传感器)、国家应急攻关项目(新冠病毒无症状感染和复阳机制研究)等,发表科研论文380篇,SCI收录300篇;发表生物传感器相关专著3部,广泛用作学术和教材参考书,获专利20余项,部分成果获转化应用。主要成果概括如下:
1.病毒-宿主细胞相互作用高时空分辨动态示踪。创建了病毒多色标记和动态示踪方法,在病毒与宿主细胞相互作用及病毒侵染机制方面获得系列发现,丰富了病毒学知识。其中,首次发现艾滋病毒HIV-I粒子能以群体“攻城掠池”方式诱导核膜变形而进入细胞核。新发现的机制回答了病毒粒子能否进入细胞核以及如何进入细胞核的问题,揭示了病毒与宿主细胞互作的多样性和复杂性。
2.分子生物传感与细胞分子影像方法。设计合成了红色、远红和近红外系列荧光蛋白分子生物传感(BiFC),广泛用于活细胞内生物分子相互作用研究;以基因编辑、分子设计与分子进化、量子点技术等,创建了多种分子传感系统,用于指示细胞凋亡、病毒在细胞中的潜藏、细胞内各微区(线粒体,内质网,溶酶体、细胞核等)的本底参数及细胞对环境刺激/变化的响应。
3.结核分枝杆菌系统生物学。针对肺结核病的复杂性,在结核菌耐药基因组学、蛋白组学和乙酰化组学等开展了系统性研究,创建全球唯一的结核杆菌纯化全蛋白组芯片/阵列及其全蛋白组库,成为结核病研究的高通量、高内涵平台,筛选获得一批新的结核菌免疫原,其衍生产品免疫试剂盒和结核菌基因敲除库广泛用于结核病防控和结核病研究。
4.纳米生物传感系统。以病毒和细菌组件、细胞外泌体、微生物酶等天然纳米生物材料为分子元件,设计合成多层级结构生物纳米功能器件,用于构建纳米生物传感器、体内药物递送载体、生物反应过程生化参数检测与控制系统、环境有机污染物监测等。
5.新冠病毒研究。在新冠病毒无症状感染机制、新冠病毒感染患者体内抗体持久性、新冠病毒浸染细胞机制、新冠病毒蛋白组细胞内互作网络、S-蛋白糖基化组学、S-蛋白变异对细胞进入的影响、新冠病毒主蛋白酶Mpro水解去乙酰化酶对白介素产生的影响、新冠病患者肠道微生物组学等。基于三代半导体器件的抗体传感器,实现了新冠病毒抗原的超高灵敏度监测。
七、科技宏观管理论著:
1.世界生命科学格局中的中国(中国科学院院刊,2022)
2.全球主要经济体企业科技创新版图分析与启示(中国科学院院刊,2022)
3.科技强国植根于深厚的基础研究(中国科学院院刊,2018)
4.Forty years of highly synchronous development in China's scientific research and economy(National Science Review,2018)
5.基础研究内涵与投入的国际比较(中国软科学,2017)
6.新李约瑟命题-中国在新科技革命中的机会(《瞭望》,2009)
7.《科技创新与强国之路》(化学工程出版社,2010,主编)
8.《国际科技奖励概况》,科学出版社,2009,主编)
9.《科学技术评价理论与实践》(科学出版社,2008,主编)。