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师资力量
博导名单【正、副高职称】
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张博
邮  箱: bzhang(AT)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
个人简历
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
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
1. 2014 - 至今 , 副主编 , 《遗传》
2. 2013 - 至今 , 教育教学委员会委员 , 中国遗传学会
3. 2008 - 2013 , 理事 , 中国遗传学会
4. 中国动物学会斑马鱼分会,理事
5. 《Zebrafish》编委
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
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
科研领域描述
本实验室主要兴趣在于:
1 以斑马鱼为模式研究脊椎动物早期胚胎发育基因表达调控与器官形成机制,特别是心血管系统以及胰腺等内脏器官的细胞分化与发育。
   斑马鱼(Danio rerio)是进行发育生物学研究的理想模式脊椎动物。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,因此胰腺的发育机制研究相对其它器官而言比较滞后。
   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。
   本实验室以下述的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,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 斑马鱼功能基因组研究。
   本实验室以功能基因组研究手段为切入点,通过筛选斑马鱼中与血液、心血管或胰腺发育相关的突变体与基因,鉴定基因的表达图谱,并进行基因功能以及表达调控机制的研究。
  (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,以及斑马鱼早期胚胎发育相关基因,以建立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 多种在血液和/或心血管系统特异表达报告基因的鱼系;鉴定了其中的118个Tol2插入位点,附近的基因大部分为尚未见报道的新基因。这部分工作由我室与美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)林硕教授的实验室共同合作进行。
  (2)突变体的筛选:在与美国国立卫生研究院(NIH)下属的国立人类基因组研究所(NHGRI)Shawn Burgess教授进行科研合作的基础上,在国内建立了斑马鱼基因插入诱变技术平台;应用反转录病毒插入诱变技术对斑马鱼进行大规模基因饱和突变筛选,以建立斑马鱼全基因组随机突变文库与突变体信息库。这部分工作采用了高通量的LM-PCR技术,辅以大规模测序与精子冻存保种的全新策略。目前已筛选到了244个基因内的插入,其中大部分为功能未知的新基因。
   最近,本实验室建立了一系列基于TALE核酸酶(TAELN)和CRISPR/Cas系统的基因组靶向编辑新方法,并应用这些新技术在斑马鱼中成功地实现了多种可稳定遗传、可视化的基因组靶向修饰,为基因功能与作用机制研究奠定了重要的技术基础。
代表性论文
1. 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, doi: 10.1093/jmcb/mjy064
2. 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.
3. Xiao, A. and Zhang, B., 2016, Generation of targeted genomic deletions through CRISPR/Cas system in zebrafish. Methods Mol. Biol., 1451: 65-79.
4.Huang, P., Xiao, A., Tong, X., Lin, S. and Zhang, B., 2016, Targeted Mutagenesis in Zebrafish by TALENs. Methods Mol. Biol., 1338: 191-206.
5. 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.  
6. 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.  
7. 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.  
8. 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.  
9. Zu, Y., Tong, X., Wang, Z., Liu, D., Pan, R., Li, Z., Hu, Y., Luo, Z., Huang, P., Wu, Q., Zhu, Z., Zhang, B., Lin, S., 2013, TALEN-mediated precise genome modification by homologous recombination in zebrafish. Nat. Methods, 10 (4): 329-331. (Cover story)  
10. Xiao, A., Wu, Y., Yang, Z., Hu, Y., Wang, W., Zhang, Y., Kong, L., Gao, G., Zhu, Z., Lin, S. and Zhang, B., 2013, EENdb: a database and knowledge base of ZFNs and TALENs for endonuclease engineering. Nucleic Acids Res., 41: D415-D422.  
11. Wei, C., Liu, J., Yu, Z., Zhang, B., Gao, G. and Jiao, R., 2013, TALEN or Cas9 - rapid, efficient and specific choices for genome modifications. J. Genet. Genomics, 40 (6): 281-289. (Invited review)  
12. 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.  
13. 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.  
14. 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.  
15. 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., 2013, Chromosomal deletions and inversions mediated by TALENs and CRISPR/Cas in zebrafish. Nucleic Acids Res., 41 (14): e141.  
16. Huang, P., Zhu, Z., Lin, S. and Zhang, B., 2012, Reverse genetic approaches in zebrafish. J. Genet. Genomics, 39 (9): 421-433. (Invited review)  
17. 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.  
18. Huang, P., Xiao, A., Zhou, M., Zhu, Z., Lin, S. and Zhang, B., 2011, Heritable gene targeting in zebrafish using customized TALENs. Nat. Biotechnol., 29 (8): 699-700.  
19. Gao, W., Xu, L., Guan, R., Liu, X., Han, Y., Wu, Q., Xiao, Y., Qi, F., Zhu, Z., Lin, S. and Zhang, B., 2011, Wdr18 is required for Kupffer’s vesicle formation and regulation of body asymmetry in zebrafish. PLoS ONE, 6 (8): e23386.  
20. Jiang, Z., Song, J., Qi, F., Xiao, A., An, X., Liu, N. A., Zhu, Z., Zhang, B. and Lin S., 2008, Exdpf is a key regulator of exocrine pancreas development controlled by retinoic acid and ptf1a in zebrafish. PLoS Biol., 6 (11): e293.  
21. Wei, W., Wen, L., Huang, P., Zhang, Z., Chen, Y., Xiao, A., Huang, H., Zhu, Z., Zhang, B. and Lin, S, 2008, Gfi1.1 regulates hematopoietic lineage differentiation during zebrafish embryogenesis.  Cell Res., 18: 677-685.  
22. 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.  
23. Wang, D., Jao, L.-E., Zheng, N., Dolan, K., Ivey, J., Zonies, S., Wu, X., Wu, K., Yang, H., Meng, Q., Zhu, Z., Zhang, B., Lin, S. and Burgess, S. M., 2007, Efficient genome-wide mutagenesis of zebrafish genes by retroviral insertions. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 104 (30): 12428-12433.  
24. 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.  
25. Zhang B., Egli D., Georgiev O. and Schaffner W., 2001, The Drosophila homolog of mammalian zinc finger factor MTF-1 activates transcription in response to heavy metals. Mol. Cell. Biol., 21(14): 4505-4514.
执教课程
遗传学与发育生物学进展 , 主持人 , 北京大学 , 2010年,
遗传学 , 主持人 , 北京大学 , 2006-至今,秋季学期
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