西安交通大学青年学者叶凯:在学科交叉中织就报国梦想(人物)

2018-09-06 14:38:13来源: 中国科技网·科技日报 作者: 史俊斌 刘煜含 张琢悦

中国科技网·科技日报西安9月6日电(本报记者 史俊斌  通讯员 刘煜含  张琢悦)8月31日,西安交通大学叶凯青年科学家工作室团队、英国约克大学伊恩•格拉汉姆院士团队、英国惠康基金桑格研究所宁泽民研究员合作的学术论文“鸦片罂粟基因组及吗啡喃的合成”发表在最新一期的《科学》杂志,在国际上首次公布鸦片罂粟的高质量全基因组序列,揭示其进化历史上主要加倍和重排事件,为进一步开发鸦片罂粟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。

破译“恶之花”封存亿万年的基因密码,叶凯将这项成果归功于自己所在的国际化团队及高度融合交叉的学科空间。

从生物实验到信息编码

旋状扭动的DNA双螺旋、杂乱无章的生物大数据、复杂多样的基因“暗物质”、神秘莫测的超级基因簇……这些是叶凯每日打交道的对象。他长期投身于生物信息学和基因组学领域研究,是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国际千人基因组计划、美国肿瘤基因组路线图等国际重大科学项目。

硕士学习期间,叶凯就专注于生物学领域研究,他常常要在实验室进行一个又一个生物实验。善于思索的他不愿仅仅局限于单学科的实验工作,渐渐地将视线瞄向了一个新的领域——生物信息学。赴莱顿大学读博后,叶凯第一次进入这个在欧美地区日渐成熟的交叉学科。从那之后,一个生物学背景的学生坚定地踏进交叉学科实验室,把生物学过程抽象成信息学编码,而“基因变异检测”、“二代测序”“算法设计”“生物大数据”“精准医疗”也成为伴随他未来交叉研究的关键词。

自叶凯进入交叉学科研究后,辛勤耕耘,收获了丰硕的科研成果,最具代表性的是他在生物信息学方法开发及其应用领域发表的62篇高水平研究论文。

2008年开始,叶凯将交叉探索的“触角”延伸到了生物信息学在精准医疗中的应用,开发了一系列基因变异检测方法及分析系统。其中,由叶凯开发的部分研究成果如Pindel,MSIsensor检测系统已作为该领域的核心方法之一,在国际上被科研单位、医疗机构和公司广泛使用,被评为相关计算理论的里程碑式(Computational milestones)计算理论之一。

为了更好地深入精准医疗中,将理论与实践相结合,叶凯积极参与国际重大科学工程,如国际千人基因组计划、美国肿瘤基因组路线图计划以及国际肿瘤基因组计划等。

2016年3月,叶凯风尘仆仆回到西安交大,同年4月,学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”,激励他在较为宽松的组织氛围下继续开拓大数据挖掘、算法设计、细胞工程、基因组学等多领域交叉研究。这位擅长在交叉领域发现真知的带头人,迅速组建队伍、搭建平台,将科研的足迹落于祖国的西北大地之上。

成功源自跨学科国际化

“叶凯青年科学家工作室”是西安交大第一个青年科学家工作室,也是最吸引叶凯的创新型研究模式,它的设立有助于打破学科壁垒,形成利于开展综合交叉研究的工作氛围,同时,这也是最吸引叶凯的创新型研究体制机制。叶凯感慨道,“一直以来,我都想在国内成立一个跨学科研究团队,建立起以国际科研难题为导向一个独立的研究方向(这句话是不是有问题?不能独立吧,可否改为:以国际科研难题为研究导向),是西安交大给了我这样一个平台。”

尽管,当前叶凯团队的规模并不大,但小团队在短时间内却做出了大成果。最新发表的成果“鸦片罂粟基因组及吗啡喃的合成”,便是工作室组建后取得的重大成果。该研究历时两年多,数据采集后,叶凯团队仅用8个月的时间高效完成了这项极具难度与挑战的研究分析过程。叶凯表示,团队快速成功的秘诀在于充分利用国际化合作与学科交叉的优势。

仔细分析叶凯团队以及合作伙伴便能发现,团队成员的学科背景丰富多样,涵盖了包括自动化、计算机科学、生物学等在内的多个学科领域。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,在最短的时间内能够将各方优势发挥到极致。同样,“国际化”是叶凯青年科学家工作室另一个突出的特色。在叶凯看来,培养一个优秀的团队必须要开拓视野,积极与国际接轨,国际化交流与合作是开展前沿研究必须重视的环节。

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之后,他回到西安交大加入了叶凯青年科学家工作室,“工作室为每个青年教师提供了自由的发展空间和个性化的培养计划。”叶凯带领团队的心得,正是把团队成员的积极性调动起来,激发研究自主性,让每一个成员都可以成长为独当一面的“帅才”。杨晓飞作为新加入团队的青年教师,也对未来信心满满:“叶凯教授亦师亦友、对科学问题洞察敏锐,整个团队乐享科研、宽松自由,相信在这个平台上可以不断超越、走得更远。”

面向来来,这支“年轻又有战斗力”的研究团队将在学科交叉的广阔天地中,不断加强交流合作,织就报国为民的远大梦想。

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责任编辑:孙玉松