“合成生物学/系统生物学”,斜杠不表示二选一,而是说这个方向在技术研究(把知识转换成钱)的时候自称合成生物学,在科学研究(把钱转换成知识)的时候自称系统生物学——两者互为表里。

修改记录:

  • 2025-09-10: 初版发布
  • 2025-10-02: 补充了研究内容的一点细节
  • 西海岸人士,中学时入选州内某少年天才项目
  • 上世纪 90 年代初本科毕业,西海岸公立大学
  • 7 年拿到博士学位,东海岸私立研究型大学
  • 4 年博士后
  • 6 年完成终身教职试炼
  • 2 年副教授
  • >15 年教授,已获得冠名讲席

学校官网统计有文章 102 篇,书籍 1 章节 ,monograph 10 篇(不清楚这是个什么概念,可能是 BioRxiv 上还没有正式发表的预印本)。

这里也能看出来 d7e7 和 f85d 的一个区别:

f85d 的个人网站论文部分从自己进入学术界开始一路展示到今天,用加大加粗的字体将重点论文和非重点论文区分开来——整个职业生涯研究的问题一以贯之。

d7e7 的个人网站论文只展示最近几年的论文,不分重点与否,而较旧的文章研究的可能是非常不同的问题,那些问题在个人网站的研究页面被归类在 “Past Research” 标题下面。


d7e7 的专业方向叫做“合成生物学/系统生物学”,斜杠不表示二选一,而是说这个方向在技术研究(把知识转换成钱)的时候自称合成生物学,在科学研究(把钱转换成知识)的时候自称系统生物学——两者互为表里。

这一方向的实验操作对象以信号通路 (signaling pathway) 为主,处于分子层面以上,细胞层面以下,少数问题会涉及到细胞与细胞之间的相互作用。

同时课题组里还有理论建模和模拟工作。(这一点从论文数量上也能看出,纯靠生物实验年均 3 篇文章几乎不可能,吧……)

(2025年10月2日补充)实验室现在的研究方向:

  • 蛋白质的多对多网络
    • BMP 信号通路与简单人工神经网络(的真值表)的相似性
  • 合成的多细胞性,比细胞间通讯更进一步
    • 通过小分子调控锌指蛋白的转录因子们,使得一群哺乳动物细胞形成了多种细胞类型。
  • 用于治疗的生物通路
    • 感觉有点功利了(对不起我被数学家夺舍了)
  • 细胞历史()的记录

我大四的时候,DAE3 领衔院士的一篇宣传合成生物学的专访在几个科普题材的微信公众号上火了一阵,之后不久,院士本人来我们学校做讲座。其知识广博、演讲流畅,令人赞叹。

虽然介绍自己发表的成果的时候谦虚地说什么“Nature, Science 就是个画报,真搞物理的还是觉得发 PRL 才有意思。”现在看来有点装过头了。

也提到他所在的单位,愿意来做生物物理的学生,都是物理学不下去才来转专业的,有一丢丢类似《士兵突击》里红三连五班的老马的失落感。言下之意是希望我们这些二流学校的学生可以主动投身到生物物理事业中去。

至于说那样的精锐部队里为什么会有红三连五班这样的单位,你别问,不要害大家少一个入门级科普公众号可看.jpg

还说 DAE3 在大四春天里还有一次额外的直博推免机会,申请海外学校结果不理想的同学可以来试试。

那次讲座让我有相见恨晚之感,如果早一两年知道这个方向,在杜若村访学的时候选自主研究的导师可以更有针对性;

但也让我坚定了生物物理是个值得一做的方向的想法,桑榆未晚,哪怕代价是申请的结果比听了留学版 X 老师咨询的建议来得差一些。

讲座之后我想去找院士先生表一表衷心,结果他们一行人正要去吃晚饭,我刚要说话史老师就把我轰走了,生怕我跟院士接上头。几天后我导老唐和我谈话的时候旁敲侧击,让我接了现在的 offer。他们也是为了我好。

博一暑假回家途径北京,约风和树出来玩了半天,在东门碰头的时候,他们看见我穿着我们本科学校的文化衫,拉我去他们食堂吃饭的时候,脑袋恨不得藏进地缝里去~

又听说我在养酵母,写不出细胞的哈密顿量,实验温度在 300 开尔文量级,俩人对视一眼,用一种关爱智障儿童的精神带我去颐和园溜达了一下午。

即便如此,食堂也还是吃了,颐和园也还是逛了,我天,这已经是那么多年以前的事儿了吗?


回来就事论事——

我对生物计算的了解不多,对于数字电路的计算更是外行,但是,两个系统的区别还是很明显的:

生物通路多数靠生化反应实现,是一种动力学过程。信号分子需要合成,合成之后会在空间内扩散,随着时间的推移还会以一定速率分解,需要生化反应网络的参数恰好位于合适的取值范围——只要没好就一直是坏的。

而数字电路的计算能成为一种动态过程,根据《Turing Complete》这款游戏的介绍,是通过一种叫 delay line 的元件,配合具有一定频率的精确时钟,接收上游在一个时间点的输入,记忆到下一个时间点输出到下游。舍此元件,电路应当是一种长期成立的静态系统——只要没坏就一直是好的。

所以把生物系统当做计算通路,更多的是已知某个生物物理动力学模型之后,对生物工程技术的运用——手里有锤子,看谁都像是钉子;心里有射手、天秤这样的名字,看啥星群都像是中间有连线~

以上感想并不构成对这一专业方向的贬低,恰恰相反,我觉得这是一个很适合有志于生物的年轻物理人接受生物学训练的游乐场,在此期间课余通关一下《Turing Complete》,争取对计算有点配的上物理专业的理解,蛮可以做点事情。

这个方向并不(像干一行爱一行的业内人士宣传的那样)高明,但是我们所处的世界、我们生活的时代,又有几个学术热点货能对版呢?

本文收录于以下合集: