一、實驗室簡介
PI簡介
楊一帆,本科就讀于北京大學(xué)元培學(xué)院,先后學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和生命科學(xué),2008年獲得生命科學(xué)學(xué)士學(xué)位。于2011年和2016年獲得法國巴黎第五大學(xué)碩士和博士學(xué)位。2019年于以色列威茲曼研究所開展博士后研究,師從于系統(tǒng)生物學(xué)大師Uri Alon。已于2025年1月加入西湖大學(xué),擔任特聘研究員,研究興趣集中在生物衰老中的非線性動力學(xué),統(tǒng)計物理和定量生理學(xué)。
實驗室方向
本課題組將結(jié)合濕實驗,理論建模和計算方法,從系統(tǒng)學(xué)的角度研究生物衰老。研究方向分為:細胞應(yīng)激反應(yīng)和細胞周期調(diào)控的系統(tǒng)規(guī)律,以及哺乳動物衰老與組織穩(wěn)態(tài)。
(一)生物衰老的第一性原理
在現(xiàn)有的生物衰老研究中,傳統(tǒng)的分子遺傳學(xué)和分子細胞學(xué)等自下而上的方法面臨復(fù)雜性、隨機性和涌現(xiàn)性等挑戰(zhàn)。雖然許多與衰老相關(guān)的生物過程已被確定為衰老標志,但它們之間的相互作用如何具體導(dǎo)致個體衰老并決定壽命仍然不清楚。
所有復(fù)雜系統(tǒng),無論是生命體還是非生命體,包括工程系統(tǒng)如汽車、飛機,甚至材料,都會隨著時間的推移變得功能下降,更易受到損傷和最終失效的影響。這背后的根本原理在于,構(gòu)成這些系統(tǒng)的“零件”有相互依賴的關(guān)系。因此,對這些系統(tǒng)如何失效的定量研究,可以反映出這些系統(tǒng)內(nèi)部的相互依賴關(guān)系,和系統(tǒng)層面的組織架構(gòu)。這一方法為理解生命系統(tǒng)的魯棒性提供了全新的視角,也有望揭示出具體生物系統(tǒng)衰老的根本原因。
楊一帆博士的現(xiàn)有工作表明,1)大腸桿菌和人類等生物體的衰老過程,與汽車,飛機等工程系統(tǒng)的衰老過程,分別可以用兩種不同的定量規(guī)律來描述,而生物體與工程系統(tǒng)之間有定性差異;2)從大腸桿菌到小鼠等多種模式生物的衰老過程,可以被一個普適的低維隨機微分方程所描述。
這一系列成果也就引出了一些更深層的問題:為什么完全不同的生物體的衰老會有相同的動力學(xué)過程?生命系統(tǒng)與工程系統(tǒng)在系統(tǒng)架構(gòu)上有什么本質(zhì)區(qū)別?本課題組將從第一性原理上解釋以上問題。
(二)應(yīng)激反應(yīng)和細胞周期調(diào)控中的系統(tǒng)規(guī)律
以上系統(tǒng)學(xué)層面的理論研究,也需要在較為簡單的生物體通過實證檢驗。裂殖酵母和大腸桿菌等微生物系統(tǒng),由于其較短的繁殖周期和快速的進化能力,為實證檢驗此類理論提供了實驗平臺。
裂殖酵母乃至一些細菌物種,在過去幾十年為理解衰老的細胞學(xué)原理做出了很多貢獻。楊一帆博士的工作,成功地顯示了許多哺乳動物上發(fā)現(xiàn)的衰老動力學(xué)過程,在大腸桿菌這樣的原核單細胞生物中也依舊適用。
如同哺乳動物有多種組織,單細胞生物也有多個細胞器。不同細胞器由于功能活動和結(jié)構(gòu)不同,在衰老過程中所積累的損傷也不一樣。但這些生物體雖然如此復(fù)雜,卻在整體呈現(xiàn)出較為簡單的動力學(xué)過程:大腸桿菌的損傷動態(tài)可以由一個一維的隨機微分方程描述。這說明不同損傷之間的相互作用導(dǎo)致其整體可以用一個整體變量來描述(平均場近似)。
本課題組將以裂殖酵母等微生物為模式體系,進一步在活體中探索不同細胞器所受損傷的動態(tài)學(xué)過程,以及其相互作用網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特點。此研究方向中我們會主要使用縮時顯微,移液機器人等自動化實驗平臺,探索細胞損傷,應(yīng)激反應(yīng)和細胞周期調(diào)控中的定量規(guī)律。
(三)哺乳動物衰老與組織穩(wěn)態(tài)
同時,課題組計劃利用已開發(fā)的理論工具,用于開發(fā)下一代的人類生理年齡的生物標志物與時鐘。衰老生物學(xué)領(lǐng)域的一個重要目標是,開發(fā)能衡量生理年齡而非絕對時間年齡的生物標記物。這種生物標記物可以有多種應(yīng)用,如用于抗衰老藥物的篩選,又比如用于個體化的精準醫(yī)療和保健方案。
人們利用機器學(xué)習(xí)方法和多種組學(xué)如表冠基因組學(xué)數(shù)據(jù),已經(jīng)開發(fā)了多種衰老時鐘。其中用于標定絕對時間年齡的時鐘可以成為年齡時鐘,而用于標定生理損傷和生理年齡的可以稱為生理時鐘。組建這些時鐘的往往是數(shù)萬個表冠遺傳學(xué)位點中,通過套索回歸等算法篩選出的數(shù)千個與年齡或生理狀態(tài)相關(guān)的位點。人們并不清楚這些位點所參與的生理過程,以及機理層面上與衰老過程的聯(lián)系。
楊一帆博士所參與發(fā)現(xiàn)的損傷動力學(xué)模型,可以用于開發(fā)下一代的生理時鐘,并建立時鐘與生理過程之間機理上的聯(lián)系。我們會開發(fā)量身定做的機器學(xué)習(xí)方法,使用現(xiàn)有生物樣本庫和人類隊列研究的基因組學(xué),來開發(fā)能預(yù)測器官生理狀態(tài)和組織損傷的生理時鐘。我們希望此項研究能揭示人類和哺乳動物組織衰老及組織穩(wěn)態(tài)的生物機理。
二、招聘崗位及條件
1.招聘崗位:
招聘崗位1:復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論方向博士后(1名)
招聘崗位2:微生物高通量實驗與實驗進化方向博士后(1名)
招聘崗位3:計算功能基因組學(xué)與流行病學(xué)方向博士后(2名)
2.任職條件:
(1)(計算方向)擁有計算生物學(xué),生物統(tǒng)計,統(tǒng)計物理,計算機科學(xué),應(yīng)用數(shù)學(xué)等領(lǐng)域的博士學(xué)位,具有數(shù)學(xué)建模,統(tǒng)計建模,計算機編程和大數(shù)據(jù)整合能力;
(2)(實驗方向)擁有生物學(xué)相關(guān)博士學(xué)位,具備分子、生化、細胞培養(yǎng)、基因組學(xué)等方面的實驗背景;有酵母顯微解破,或定量建模,或高通量自動化實驗方法經(jīng)驗者優(yōu)先;
(3)(理論方向)擁有統(tǒng)計物理,計算機科學(xué),應(yīng)用數(shù)學(xué),人工智能等領(lǐng)域的博士學(xué)位,具有數(shù)學(xué)建模,計算機編程模擬,有滲流理論或隨機過程經(jīng)驗者優(yōu)先;
(4)具有出色的溝通能力和合作精神,邏輯嚴謹,擅長英文溝通與寫作;
(5)已獲得或即將獲得博士學(xué)位,年齡不超過35周歲。
(6)年齡不超過35周歲;已取得或即將取得博士學(xué)位;
三、薪酬待遇
1.根據(jù)個人科研工作能力提供具有市場競爭力的薪酬,具體面議。實驗室將提供穩(wěn)定的工作環(huán)境與一流的研究平臺,協(xié)助申報博士后相關(guān)項目等。
2.學(xué)校可協(xié)助辦理落戶、協(xié)助對接子女的入學(xué)入托服務(wù)工作。
3.學(xué)校提供全方位培養(yǎng)體系,設(shè)立“西湖大學(xué)優(yōu)秀博士后”“西湖優(yōu)秀女性博士后獎”等項目。
四、資助政策
1.博士后可享受杭州市在站博士后資助政策。
2.對獲得中國博士后科學(xué)基金資助和浙江省博士后擇優(yōu)項目資助的,杭州市給予1:1配套資助。
3.對出站留杭(來杭)工作的博士后,杭州市給予每人40萬元補助。
4.對來杭工作符合條件的全球本科及以上學(xué)歷應(yīng)屆畢業(yè)生(含畢業(yè)5年內(nèi)的回國留學(xué)人員、外國人才),杭州市發(fā)放生活補貼,其中博士10萬元。
5.可申請認定杭州市高層次人才,并享受相應(yīng)政策。
五、應(yīng)聘方式
請將以下材料以PDF形式發(fā)送至yangyifan@westlake.edu.cn,郵件標題請注明:“應(yīng)聘(實驗/計算)方向博士后+本人姓名+高校人才網(wǎng)”,對于符合要求并通過初審者,將會通知安排面試。招聘啟事在崗位招滿前有效。【快捷投遞:點擊下方“立即投遞/投遞簡歷”,即刻進行職位報名】
1.求職信(簡要說明您的研究經(jīng)歷以及您對我們實驗室感興趣的原因);
2.個人簡歷?(包括詳細的學(xué)習(xí)工作經(jīng)歷、研究內(nèi)容和完整的出版物清單);
3.任何其他佐證您學(xué)術(shù)能力的文件;
4.面試結(jié)束后請?zhí)峁W(xué)歷學(xué)位證明材料,及相應(yīng)推薦人的聯(lián)系方式(2位,含博士導(dǎo)師)。
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