西北农林科技大学张德礼教授实验室由其负责的动物医学院病毒免疫与生物信息研究室和生物信息学研究中心分子病毒免疫与肿瘤系统生物学研究组组成,隶属于兽医免疫学研究所农业部动物生物技术重点实验室和动物医学院预防兽医学系兽医微生物学与病毒学课程组(该组学科带头人)。
2010年10月,在4位专家(中国科学院生物物理所陈润生院士、第二军医大学曹雪涛院士、中山大学黎孟枫教授、北京大学医学部马大龙教授)的推荐下,以西北农林科技大学为牵头申报单位,张德礼教授为首席科学家申报了“十二五”国家科技计划农村领域首批预备项目“重大呼吸道病毒病猪模型系统生物学机制分析及关键基因筛选、鉴定与功能研究”(基础研究类),经科技部评审通过成为正式预备项目入库(编号NC2010CD0178),尚未出库,还没有得到资助。但说明张德礼教授在呼吸道病毒病猪模型系统生物学研究领域具备工作基础。
张德礼从1999年开始学习从事生物信息学与系统生物学研究,分别师从中科院生物物理所陈润生院士、北大人类疾病基因研究中心马大龙教授和清华信息科技国家实验室李衍达院士进行生物信息学与系统生物学博士后研究,是西北农林科技大学从清华信息学院与北大医学部引进的教授,自2007年以来一直为本校动物医学院预防兽医学专业、动物生物技术专业和生命科学学院生物信息学专业的硕士、博士研究生导师,研究方向为分子病毒免疫与肿瘤系统生物学,主攻病毒感染免疫组系统生物学。
张德礼教授1998年1月曾为美国科学促进会(AAAS)会员;2002年曾被推荐为国际人类基因组组织会员(HUGO member,因故未接受参加申请);2004年应聘北大医学部营养与食品卫生学系教师,在北大教授首次校内外公开竞聘的教授会学术报告中通过,因此拟安排研究员岗位;2005年应聘南开大学杰出三类人才、物理科学学院生物物理学生物信息学教授通过。2006年9月起为西北农林科技大学高层次引进人才、教授、博导,被评为2010年度动物医学院优秀教师。
现有包括“十二五”国家科技计划农村领域基础研究类首批预备项目、国家自然科学基金在内的9项课题均为病毒感染免疫生物信息学与系统生物学范畴,并建立起生物信息学与计算系统生物学平台有相关SCI论文发表。已经培养毕业生物信息学专业硕士生3名,在读生物信息学专业博士生2名,硕博连读生3名,硕士生6名。
但从2011年开始在生命科学学院生物信息学专业只招收博士研究生、不招收硕士研究生,转而在动物医学院动物生物技术专业生物制品与免疫技术(Biologicals & Immune Technology)研究方向同时招收生物信息学与系统生物医学(Bioinformatics & Systems Biomedicine)研究方向硕士研究生,时机成熟时再考虑此新方向纳入招生简章。因此,欢迎报考著名学术机构落选且通过国家英语6级或计算机4级考试的需要调剂选定张德礼为导师的优秀学生把附照简历发到电子邮箱ericmapes@126.com。
欢迎医药生命科学背景的学生调剂动物医学院动物生物技术专业生物制品与免疫技术(Biologicals & Immune Technology)研究方向硕士研究生或硕博连读研究生,也可调剂全日制兽医专业硕士研究生(预防兽医学方向),加盟张德礼教授实验室,分子生物学、细胞生物学、现代遗传学与免疫学背景强者,“985工程”高校国家重点学科毕业者或“211工程”高校生源英语6级530分以上者优先考虑,研究方向为病毒感染免疫组学与分子系统生物学,以人兽共患病毒病为主攻对象,以阐明疾病发生发展机理、筛选抗病育种基因谱和研发新型实用疫苗为远期目标,重点针对高致病性猪蓝耳病、猪流感、高致病性禽流感与甲型H1N1流感等异常天然免疫应答性呼吸道RNA病毒病生物“组学”、系统生物学机制研究并分子细胞生物学验证,核心问题涉及病毒感染的超高速路、非编码RNA与表观遗传信息网络和基于模式识别受体的抗病毒感染天然免疫信号转导、分子调控与病理损害机制等。
执着钻研创新思维活跃或能言善辩综合素质高的自然科学背景学生均可调剂到动物医学院动物生物技术专业生物信息学与系统生物医学(Bioinformatics & Systems Biomedicine)研究方向(目前暂时放在生物制品与免疫技术方向,但全校研究生任何课程谁都可选,因此可选修生命科学学院生物信息学专业系列课程)硕士研究生或硕博连读研究生,特别欢迎对生物医学感兴趣的数理化、统计、信息和计算机等学科背景的学生调剂,加盟张德礼教授实验室,从事感染、免疫与肿瘤相关复杂性疾病系统生物学、miRNA组学、蛋白质组质谱数据的生物信息学处理、计算功能蛋白质组学、新基因(含非编码RNA)精确识别与功能预测、分子相互作用网络及进化分析,通过国家计算机四级考试的医药生命背景者优先考虑。
张德礼在本校主持开设的新课程包括全校本科生公选课4门(病毒学与病毒病;免疫学与生物药物学;肿瘤学与基因组医学;医药生物信息交叉热评)、动物医学院研究生课程1门(生物信息学)、生命科学学院研究生课程2门(系统生物学;病毒学与免疫学),其中4门本科生课程和研究生系统生物学课程持续开设着。
张德礼
2011年3月29日
主持基金项目情况:
1.“重大呼吸道病毒病猪模型系统生物学机制分析及关键基因筛选、鉴定与功能研究”, “十二五”国家科技计划农村领域首批预备项目,基础研究类,编号:NC2010CD0178,牵头申报单位:西北农林科技大学,推荐专家:陈润生、曹雪涛、黎孟枫、马大龙,技术负责人:张德礼
2.“HPPRRSV感染SPF猪PAM早期相关miRNA的筛选与功能分析”,国家自然科学基金面上项目(No.31072115,30万元,2011.01-2013.12,主持人)
3.“人类新基因电子克隆的自动化软件系统建立与实验验证”,国家自然科学基金面上自由申请项目(No.30270342,20万元,2003.01-2006.12,主持人)
4.“西北地区环境友好型呼吸道病毒病防控技术补偿机制研究”,财政农业专项资金农业生态环境保护项目(可支配经费:10万元,2010.01-2010.12,子课题:主持人)
5.“基于miRNA组学数据的重大病毒病猪模型天然免疫调控分子机制的系统生物学分析”,中国科学院生物物理研究所生物大分子国家重点实验室开放基金资助项目(No.O5SY021107,5万元,2010.09-2011.08,主持人
6.“HuN4株HPPRRSV感染SPF猪发病过程中蛋白质分子演化网络的系统生物学研究”,中国农业科学院哈尔滨兽医研究所兽医生物技术国家重点实验室开放基金资助重点项目(No.SKLVBF200905,18万元,2009.01-2010.12,主持人)
7.“高致病性猪蓝耳病发病过程中磷酸化蛋白质分子演化网络的系统生物学研究”,中国科学院昆明动物研究所遗传资源与进化国家重点实验室开放基金资助项目(No. GREKF09-05,12万元,2009.09-2011.08,主持人)
8.“义乌株甲型H1N1流感病毒感染A549株人肺腺癌细胞系过程中相关miRNA的筛选与功能分析”,浙江大学医学院附属第一医院传染病诊治国家重点实验室开放基金资助项目(No. 2010KF13,10万元,2010.01-2011.12,主持人)
9.“甲型H1N1流感病毒miRNA发现和感染SPF猪发病过程中miRNA分子演化网络的系统生物学研究”,中山大学生命科学学院有害生物控制与资源利用国家重点实验室访问学者基金资助课题(No.SKLBC09F04,2万元,2009.12-2010.12,主持人)
10.“猪圆环病毒2型感染猪肺泡巨噬细胞相关miRNA的筛选和功能分析”,浙江大学农业部动物疫病病原学与免疫控制重点开放实验室开放基金资助项目(No. 2010KLEP002, 2万元,2010.01-2010.12,主持人)
11.“畜禽抗病毒感染免疫组学、生物信息学与系统生物学研究(含人才专项资金项目延续资助:HPPRRSV和PCV2共感染猪肺泡巨噬细胞(PAM)相关蛋白谱和miRNA谱的筛选与功能分析);极高恶性横纹肌样瘤(MRT)细胞分化的信息基础及动物模型成瘤过程中分子演化网络的系统生物学研究”,西北农林科技大学人才基金资助项目(No.01140406,20万元,2006.09-2010.12,主持人)
12.“人类新基因电子克隆的自动化软件系统建立与功能基因组学研究”, 中国博士后科学基金资助项目(No.30200266021315092002,2003-2006,主持人)
13.“人类新基因的电子克隆、实验确认与功能研究”,中国博士后科学基金资助项目(No.2920011217608062000, 2000-2002,主持人)
14.“第八届国际人类基因组大会”,国家自然科学基金国际合作交流项目(No.30310203017, 2003.04.21-2003.05.15,主持人)
主要研究条件与氛围介绍:
本校动物生物技术专业依托农业部动物生物技术重点实验室,预防兽医学专业是国家“985”工程和“211”工程重点建设学科,预防兽医学平台依托国家“985”工程二期“畜禽养殖与重大疫病防治”科技创新平台、国家“985”工程三期“动物医学生物技术和临床重要疾病防控”科技创新平台和农业分子生物学国家重点实验室培育基地(农业分子生物学陕西省重点实验室),建成目前西北高校独有的动物生物安全国家三级实验室(ABSL3),通过国家环境评估在认可委认可中。本校生物信息学研究中心去年初建成高性能计算平台(分配给张德礼教授有10个帐号),具有32个计算节点的IBM高性能刀片服务器机群,每个节点含2颗E5520CPU,24GB内存;网络架构使用DDR Infiniband高速交换模块。该32刀片IBM高性能计算机集群硬件价值200万元,另外购进配套软件价值135万元。
自2008年以来,在生物信息学方面,张德礼教授与本硕博均为西工大毕业的我校信息工程学院副院长原软件工程系主任张阳教授互为对方硕博生的第二导师,同时还有擅长开发来自西工大的软件工程系主任李建良副教授协助指导,在本校软件工程研究中心双方研究生展开学科交叉合作。张德礼教授现有在读生物信息学研究生11名,在自己独立的2间机房一起工作,形成了良好的工作氛围。此外,张德礼教授有2倍于生物信息学专业的硕博生(预防兽医学与动物生物技术两个专业)可测定部分组学实验数据并进行必要实验验证。
科技部十二五预备项目农村领域基础研究类“重大呼吸道病毒病猪模型系统生物学机制分析及关键基因筛选、鉴定与功能研究” (编号NC2010CD0178)介绍:
国家战略需求分析及需要解决的关键科学问题
重大动物疫病,特别是重大呼吸道病毒病严重威胁生猪生产,例如高致病性猪蓝耳病(HPPRRS)与猪流感。而HPPRRS、SARS、西班牙流感、高致病性禽流感、甲型H1N1流感都是天然免疫应答过强的呼吸道RNA病毒病,对青年人畜威胁更大。将HPPRRS用作天然免疫应答过强的呼吸道RNA病毒病模型,具有重要的参考意义。国内外资料表明猪圆环病病毒(PCV2)与猪蓝耳病病毒(PRRSV)共感染占猪共感染的50%以上,并且免疫抑制与持续性感染因共感染而加重。
以高致病性猪蓝耳病病毒(HPPRRSV)和猪流感病毒(SIV)单感染或HPPRRSV与PCV2共感染SPF猪为模型,在动物水平上,从蛋白质、磷酸化蛋白质与miRNA角度揭示RNA病毒病分子演化网络的系统生物学机制,鉴定对发病机制关键的蛋白质与miRNA并进行分子细胞生物学功能验证,作为本项目拟解决的关键科学问题,即着重绘制重大呼吸道RNA病毒病的天然免疫应答过强的调控分子演化网络图谱并阐明相关分子系统生物学机制,为寻求这类疫病防控新途径打下基础,具有重要实际意义。同时,获得这类病毒感染或共感染支配性蛋白谱和miRNA 谱,可用于药靶鉴定、抗病育种和早期诊治,从而发展疫病防控新策略。因此,本项目面向的是国家的重大需求。本项目是单股RNA 病毒感染猪免疫应答过程的蛋白质组与miRNA 组的系统生物学研究方面的尝试,对验证天然免疫应答过强的呼吸道RNA 病毒病重症肺损伤的关键蛋白质作用与miRNA 分子调控机制假设具有重要的理论和实际意义,对RNA 病毒感染的宿主应答的系统生物学研究将提供良好的医学实验动物模型。
主要研究内容和研究目标
主要研究内容:以HuN4 株HPPRRSV 与 SIV 单感染及HPPRRSV 与PCV2 共感染发病的SPF 猪为模型,应用蛋白组、磷酸化蛋白组、miRNA 组系统生物学的策略和技术,分析SPF 猪从正常到感染发病再到出现典型症状的过程中,蛋白、磷酸化蛋白与基于转录因子与其它蛋白作用靶标的miRNA 调控分子演化网络的遗传基础并绘制图谱,筛选与病毒感染相关的目标蛋白和miRNA;然后在细胞水平干预目标蛋白和miRNA,研究其在病毒感染过程中的作用,阐明miRNA 调控病毒感染的分子机制。通过计算功能蛋白组学与参入miRNA的“双色网络”分析预测新的关键基因与蛋白,解析其晶体结构并制备转基因动物模型,进一步阐明其功能。
研究目标:为开辟重大病毒病防控新途径打下关键基础,在动物重大病毒病病原感染免疫组系统生物学这一国际重大科学前沿领域占据重要地位,培养一批优秀人才。获得HPPRRSV 与 SIV 单感染及HPPRRSV 与PCV2 共感染SPF 猪发病过程中蛋白与miRNA 分子演化网络图谱并阐明关键分子致病机制,建立分子系统生物学演化模型;鉴定与早期诊断、药物靶标、抗病育种等相关的重要基因10 个,申报功能基因专利10 项;发表SCI 论文20 篇,影响因子累计80 以上。
建议单位(或建议人):
西北农林科技大学张德礼
生物信息学与系统生物学简介:
生物信息学是新世纪最有发展前景的科技前沿交叉领域,投资少,见效快。
系统生物学是在细胞、组织、器官和生物体整体水平研究结构和功能各异的各种分子及其相互作用,并通过计算生物学来定量描述和预测生物功能、表型和行为。系统生物学将在基因组序列的基础上完成由生命密码到生命过程的研究,这是一个逐步整合的过程,由生物体内各种分子的鉴别及其相互作用的研究到途径、网络、模块,最终完成整个生命活动的路线图。系统生物学是综合各种组学测定结果,用计算生物学方法整合,用细胞与分子生物学验证,在分子水平上逼近生物体实际的21世纪生物学。病毒感染、免疫与肿瘤的系统生物学研究必然是解决重大疾病防治问题及基础研究的最新务实选择。
导师介绍见
官方网页https://dyxy.nwsuaf.edu.cn/newsite/jianli.php?clu_id=20&art_id=24
官方博客https://delizhang.bokee.com
业务专长:
预防兽医学:兽医微生物学、病毒学、免疫学、传染病学、肿瘤病理学、RNA病毒感染免疫组系统生物学
生物信息学:组学、生物信息学与计算系统生物学
动物生物技术:生物制品、天然免疫功能基因组学、蛋白质组学与miRNA组学
主要社会任职:
1.国家自然科学基金项目(生物信息学、临床医学基础学科、生物化学与分子生物学)评审系统专家与科技部国际科技合作重点项目(医学免疫学与生物信息学)评审专家(2003年起)
2.2003年中国博士后生命科学学术研讨会暨院士论坛分组会议主持和2006年中国科学院智能计算与生物信息学学术研讨会(WICB2006)程序委员会委员
3.北京大学博士学位论文评审人、答辩委员与博士后出站报告评审委员(2004)
4.农业部第一届全国动物防疫专家委员会委员(2009年起,猪蓝耳病与禽流感组)
获奖荣誉:
1.2002年4月,Nature出版集团(NPG)组织的第七届国际人类基因组大会(HGM2002)Poster竞赛(与会代表2000多人,参赛论文680篇)的全球5个获奖者之一,因“In Silico Cloning of Novel Human Genes and Their Experimental Verification”获国际人类基因组组织(HUGO) 基因命名委员会Poster奖。这是我国科学家在国际人类基因组大会上首次获奖,HUGO基因命名委员会代表推荐为HUGO 成员
2.“水貂病毒性肠炎细胞培养灭活疫苗及其免疫研究”获1989年度军队科技进步二等奖[张德礼。水貂病毒性肠炎细胞培养灭活疫苗及其免疫研究。中国科学B辑, 1990,(4): 399~408]
3.“Vero-2和MA-104细胞系染色体组型分析与致癌-致瘤性研究” 获2000年度军队科技进步三等奖[张德礼、李六金、白晓鸿、高步先、刘尚高、黄高升。Vero-2和MA-104细胞系染色体组型分析与致癌-致瘤性研究----在犬五联疫苗制备中替代BHK-21细胞系的细胞株筛选和检定。中国兽医科技,1999;29(6):16~20]
4.2003年11月因《生物循环选育和新基因识别与验证》获中国博士后生命科学学术研讨会暨院士论坛优秀学术论文奖第一名(从大会录用的110篇参赛论文中评选出14篇优秀论文)
5.《动物细胞系染色体组型分析与致癌/致瘤性和恶性横纹肌样瘤(MRT)起源研究》(论文编号09060201)由中国农业大学上报教育部推荐参加2001年度全国百篇优秀博士学位论文评选,获得提名(综合评定成绩85分,居全国120余名,进入终审阶段)
6.1998年1月,因在《Biologicals》同一期上连载两篇重要论文而被美国科学促进会(AAAS)执行主席致函免费授予AAAS会员证书
7. 1991年因在《中国科学》上发表的论文被列入我国优秀科技人才结构状况调查对象(见《科技导报》1992年1期相关软科学调研报告)
8. 2002年被家乡推荐为“陕西英才”
标志成果:
1.张德礼、李六金、黄高升、夏耕田、高步先、刘尚高、何旭玉、方福德、徐镔蕊。“军犬疫苗制备用细胞系染色体组型分析与致癌安全性评价和横纹肌样瘤起源”于2002年10月通过中国人民解放军总后勤部组织的医药卫生科技成果鉴定,获得很高评分,获军队后勤科技成果鉴定证书(第2002121008号)
2.张德礼、于永仁、夏耕田、韩慧民、殷震、王树志、刘尚高。“水貂细小病毒灭活疫苗研制与应用” 获得国家生产批准文号(农业部(99)农牧(药文)字第40号)产生巨大社会、经济效益,并获得国家二类新药证书(农业部(98)新兽药证字第13号)视同通过鉴定(2004年4月北京市科学技术委员会批准登记号:京科登字20040602号),达到可参评国家科学技术进步一等奖水平(马传贫免疫理论突破人、国家发明一等奖获得者、黑龙江省最高科技奖获得者沈荣显院士推荐)
3.张德礼、李六金、黄高升、白晓鸿、高步先、刘尚高、何旭玉。“横纹肌样瘤的起源研究----高变异率BHK-21细胞致裸鼠产生恶性横纹肌样瘤的实验研究”于1999年1月通过北京军区联勤部组织的军队医药卫生科技成果鉴定(被认为是一项重要突破性成果,7位医学病理学评审专家一致推荐给予军队科技进步一、二等奖)
技术规范
1. 兽用生物制品生产用细胞系试验研究指导原则(VB/Gu001/Ver01)。兽用试验研究生物制品技术指导原则。农业部兽药审评中心。2006.6, P12-17(张德礼等最先在国内开展的犬五联疫苗和猫三联疫苗制备用动物细胞系的致癌/致瘤性系统研究为本原则的制订起到关键作用) )(2006年7月12日农业部公告第683号----关于兽用生物制品试验研究技术等指导原则https://www.ivdc.gov.cn/syglzcfgzt/syglxgjsgf/200903/t20090319_32026.htm)
2. 张德礼。水貂病毒性肠炎细胞培养灭活疫苗及其免疫研究:矿油疫苗和铝胶疫苗制造与检验的方法和技术。中国农学通报,1991,5