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张博

邮  箱: bzhang@pku.edu.cn

职  称:教授

办公室电话:62759072

办公室地址:北京市海淀区颐和园路5号,北京大学,金光生命科学大楼,100871

实验室电话:62753077

实验室地址:北京市海淀区颐和园路5号,北京大学,金光生命科学大楼,100871

  • 个人简介
  • 科研领域
  • 代表性论文

教育经历:

1992 - 1995 , 理学博士 , 细胞生物学 , 北京大学生命科学学院
1989 - 1992 , 理学硕士 , 细胞生物学 , 北京大学生命科学学院
1985 - 1989 , 理学学士 , 细胞生物学 , 北京大学生物学系

荣誉奖励:

国家自然科学奖二等奖 , 2001
中国高校科学技术奖一等奖 , 2001

工作经历:

2004 - 2005 , 访问学者 , 美国加州大学洛杉矶分校 (University of California, Los Angeles, CA),分子、细胞与发育生物学系
2004 - 至今 , 教授 , 北京大学生命科学学院
1997 - 2002 , 博士后 , 瑞士苏黎世大学 (University of Zurich, Switzerland),分子生物学研究所
1995 - 2004 , 副教授 , 北京大学生命科学学院
1994 - 1995 , 访问学者 , 美国威斯康星大学麦迪逊分校 (University of Wisconsin, Madison, WI),医学院生物分子化学系

社会服务工作:

国家自然科学奖二等奖 , 2001
中国高校科学技术奖一等奖 , 2001

杂志任职:

《遗传》副主编, 《Zebrafish》编委

会议发言与组织:

1. 第一届“东方心脏病学会议”(Oriental Congress of Cardiology, OCC)上海 , 2007.1 2. “中英发育生物学与人类疾病学术研讨会”(Sino-UK Symposium on Developmental Biology and Human Diseases)北京 , 2006.1 3. “第七届中国―新加坡生命科学与生物技术研讨会”(The 7th China-Singapore Conference on Life Sciences and Biotechnology)天津 , 2006.1

执教课程:

遗传学, 主持人, 北京大学, 2006-至今,秋季学期,
遗传学与发育生物学进展, 主持人, 北京大学, 2010年
      本实验室主要兴趣在于:
1.以斑马鱼为主要模式,以单细胞测序、基因组编辑等技术为主要手段,研究脊椎动物胚胎发育与器官再生的机制,特别是心脏和胰腺的发育与再生。
   斑马鱼(Danio rerio)由于体外发育、早期胚胎透明、发育迅速等优势逐渐成为发育生物学研究的理想模式脊椎动物,特别是对于胰腺等内脏器官以及心血管的研究更是具有独特的优点。
胰腺是一个既包含内分泌腺又包含外分泌腺的特殊的复合器官,它的形态发生既涉及到多种信号通路参与的复杂的细胞分化过程,又存在细胞大量扩增的发育阶段,是研究体内细胞增殖与分化的良好模式。同时,糖尿病、胰腺癌等严重危害人类健康的疾病与胰腺的发育缺陷与功能失调密切相关,因而胰腺发育机制的研究具有不言而喻的理论与应用价值。然而,胰腺作为一个内脏器官,由于其深陷在身体内部而难以进行深入研究,斑马鱼由于胚胎透明、体外发育,可以通过构建带有荧光蛋白标记的转基因鱼系显示胰腺的位置和发育状态,因而为胰腺发育机制的研究提供了很大的便利。
  人类对脊椎动物心血管系统的研究已有几百年的历史,但是它们的发育机制尚未完全阐明。斑马鱼胚胎在受精后24小时即可开始心脏跳动与血液循环,并且胚胎通体透明,在体视镜下极易观察;更为宝贵的是,循环系统有缺陷的斑马鱼胚胎依然能够依靠体表的气体交换存活数天,这样就为我们研究发育缺陷的原因争取了时间。无疑,斑马鱼是开展心血管发育机制研究的理想材料。此外,斑马鱼具有独特的心脏再生能力,阐明这一过程的基因表达调控机制将对了解并治疗心梗等人类心血管疾病具有重要的参考价值。
  本实验室以多种功能基因组研究手段为主,结合新兴的单细胞转录组测序技术,并综合各种分子生物学和细胞生物学研究技术,充分发挥斑马鱼体外发育、胚胎透明易于观察、可视化遗传操作等优势,以胰腺和心血管发育与再生为模式,通过筛选相关的突变体与基因,鉴定基因的表达图谱,追踪细胞分裂、迁移等过程,研究细胞增殖与分化在胰腺与心血管发育与再生中的作用及其机制。
2.开发并完善多种功能基因组研究技术,特别是以CRISPR/Cas系统为基础的新型基因组靶向编辑技术,以及在斑马鱼等模式动物中的应用。
  本实验室一直致力于开发并完善各种功能基因组研究技术,从而为基因功能与表达调控机制的研究奠定重要基础。
  (1)新基因的筛选:应用以Tol2转座子为基础的“增强子诱捕”(enhancer-trap)技术、以绿色荧光蛋白(GFP)或红色荧光蛋白(RFP)为报告基因大规模筛选具有组织特异性表达图式的转基因斑马鱼,以及斑马鱼胚胎发育相关基因,建立了相应的转基因鱼系与斑马鱼基因表达模式信息库。迄今已获得1,670种报告基因带有特异表达模式的子代鱼系(F1),其中包括30种在胰腺中特异表达报告基因和40多种在心血管系统特异表达报告基因的鱼系,鉴定了一系列尚未见报道的新基因(Cell Research, 2008)。
  (2)突变体的筛选:建立了以反转录病毒插入诱变为基础的斑马鱼基因插入诱变技术平台,对斑马鱼进行了大规模基因饱和突变筛选,建立了斑马鱼全基因组随机突变文库与突变体信息库,筛选到了一系列功能未知的新基因的突变(PNAS, 2007)。
  (3)基因组编辑技术:创建并优化了一系列基于TALE核酸酶(TAELN)和CRISPR/Cas系统的斑马鱼基因组靶向突变与精确修饰技术(Nature Biotechnology, 2011;Nature Methods, 2013;Nucleic Acids Research, 2013b; eLife, 2019),已无偿提供给十几个国家的100多家科研机构使用;创建了国际首例人工核酸内切酶数据库EENdb(Nucleic Acids Research, 2013a),编写了能够在全基因组范围预测CRISPR/Cas系统潜在脱靶位点的生物信息学软件(Bioinformatics, 2014)。获批基因组编辑专利一项,正在申请专利两项。
1. Li, W., Zhang, Y., Han, B., Li, L., Li, M., Lu, X., Chen, C., Lu, M., Zhang, Y., Jia, X., Zhu, Z., Tong, X. and Zhang, B., 2019, One-step efficient generation of dual-function conditional knockout and geno-tagging alleles in zebrafish. eLife, 8: e48081.
2. Lu, C.-J., Fan, X.-Y., Guo, Y.-F., Cheng, Z.-C., Dong, J., Chen, J.-Z., Li, L.-Y., Wang, M.-W., Wu, Z.-K., Wang, F., Tong, X.-J., Luo, L.-F., Tang, F.-C., Zhu Z.-Y. and Zhang, B., 2018, Single-cell analyses identify distinct and intermediate states of zebrafish pancreatic islet development. Journal of Molecular Cell Biology, 11 (6): 435–447.
3. Zhang, J., Wang, C., Shen, Y., Chen, N., Wang, L., Liang, L., Guo, T., Yin, X., Ma, Z., Zhang, B. and Yang, L., 2016, A mutation in ADIPOR1 causes nonsyndromic autosomal dominant retinitis pigmentosa. Human Genetics, 135 (12): 1375-1387.
4. Xiao, A. and Zhang, B., 2016, Generation of targeted genomic deletions through CRISPR/Cas system in zebrafish. Methods Mol. Biol., 1451: 65-79.
5.Huang, P., Xiao, A., Tong, X., Lin, S. and Zhang, B., 2016, Targeted Mutagenesis in Zebrafish by TALENs. Methods Mol. Biol., 1338: 191-206.
6. Liu, D., Wang, Z., Xiao, A., Zhang, Y., Li, W., Zu, Y., Yao, S., Lin, S. and Zhang, B., 2014, Efficient gene targeting in zebrafish mediated by a zebrafish-codon-optimized Cas9 and evaluation of off-targeting effect. J. Genet. Genomics, 41: 43-46.
7. Xiao, A., Cheng, Z., Kong, L., Zhu, Z., Lin, S., Gao G. and Zhang, B., 2014, CasOT: a genome-wide Cas9/gRNA off-target searching tool., Bioinformatics, 30 (8): 1180-1182.
8. Huang, P., Xiao, A., Tong, X., Zu, Y., Wang, Z. and Zhang, B., 2014, TALEN construction via Unit Assembly method and targeted genome modifications in zebrafish. Methods, 69 (1): 67-75.
9. Tong, X., Zu, Y., Li, Z., Li, W., Ying, L., Yang, J., Wang, X., He, S., Liu, D., Zhu, Z., Chen, J., Lin, S. and Zhang, B., 2014, Kctd10 regulates heart morphogenesis by repressing the transcriptional activity of Tbx5a in zebrafish. Nat. Commun., 5: 3153.
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11. Xiao, A., Wu, Y., Yang, Z., Hu, Y., Wang, W., Zhang, Y., Kong, L., Gao, G., Zhu, Z., Lin, S. and Zhang, B., 2013a, EENdb: a database and knowledge base of ZFNs and TALENs for endonuclease engineering. Nucleic Acids Res., 41: D415-D422.
12. Xiao, A., Wang, Z., Hu, Y., Wu, Y., Luo, Z., Yang, Z., Zu, Y., Li, W., Huang, P., Tong, X., Zhu, Z., Lin, S. and Zhang, B., 2013b, Chromosomal deletions and inversions mediated by TALENs and CRISPR/Cas in zebrafish. Nucleic Acids Res., 41 (14): e141.
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14. Xia, Z., Tong, X., Liang, F., Zhang, Y., Kuok, C., Zhang, Y., Liu, X., Zhu, Z., Lin, S. and Zhang, B., 2013, Eif3ba regulates cranial neural crest development by modulating p53 in zebrafish. Dev. Biol., 381 (1): 83-96.
15. Tong, X., Xia, Z., Zu, Y., Telfer H., Hu, J., Yu, J., Liu, H., Zhang, Q., Sodmergen, Lin, S. and Zhang, B., 2013, Ngs (notochord granular surface) encodes a novel type of intermediate filament family protein essential for notochord maintenance in zebrafish. J. Biol. Chem., 288 (4): 2711-2720.
16. Jiang, L., Zhang, J., Wang, J.-J., Wang, L., Zhang, L., Li, G., Yang, X., Ma, X., Sun, X., Cai, J., Zhang, J., Huang, X., Yu,. M., Wang, X., Liu, F., Wu, C.-I, He, C., Zhang, B., Ci, W. and Liu, J., 2013, Sperm DNA methylome is inherited during zebrafish early embryogenesis. Cell, 153: 773-784.
17. Huang, P., Zhu, Z., Lin, S. and Zhang, B., 2012, Reverse genetic approaches in zebrafish. J. Genet. Genomics, 39 (9): 421-433. (Invited review)
18. Huang, P., Xu, L., Liang, W., Tam, C. I., Zhang, Y., Qi, F., Zhu, Z., Lin, S. and Zhang, B., 2012, Genomic deletion induced by Tol2 transposon excision in zebrafish. Nucleic Acids Res., 41 (2): e36.
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23. Wen, L., Wei, W., Gu, W., Huang, P., Ren, X., Zhang, Z., Zhu, Z., Lin, S. and Zhang, B., 2008, Visualization of monoaminergic neurons and neurotoxicity of MPTP in live transgenic zebrafish. Dev. Biol., 314 (1): 84-92.
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25. Zhang B., Georgiev O., Hagmann M., Günes., Faller P., Vasák M. and Schaffner W, 2003, Activation of metal transcription factor-1 (MTF-1) by toxic heavy metals and H2O2 in vitro is modulated by metallothionein. Mol. Cell. Biol., 23(23): 8471-8485.
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