萬宏輝

萬宏輝

萬宏輝,世界著名的生物信息學家,國際上第一個將“數量”、“信息”、“計算”引入到基因生物學中的科學家,美國核心基因公司創辦人。現任國際生物醫藥信息學聯合會副會長、美中科技教育文化交流委員會副主席、美國核心基因公司總裁、美國馬里蘭大學基因組和生物信息學教授、馬里蘭大學動態功能基因研究院生物信息學主任、美國國立衛生研究院高級研究員。

基本信息

人物生平

萬宏輝博士,1962年3月生,江蘇省南京市高淳縣磚牆人。他於1982年1月獲江蘇大學學士學位; 他師承著名科學家徐利治教授,分別於1984年在華中科技大學獲套用數學和計算科學碩士學位,1987年在大連理工大學獲計算科學博士學位。他於大學三年級期間開始發表學術論文;他的碩士論文發表在國際權威學術期刊“Discrete Mathematics”上,被答辯委員會一致認為達到博士論文水平;他的博士論文解決了組合數學中的一個經典難題,發表在權威學術期刊“Discrete Mathematics”、“數學學報”和“科學通報”上,受到王湘浩院士、程民德院士、Turing獎(計算機科學中的諾貝爾獎)得主Steven Cook(美國國家科學院院士)、Wolf獎得主Paul Erdos(美國國家科學院院士)等著名科學家的高度評價。1987年在加拿大多倫多大學計算機科學系師承世界計算機科學大師Steven Cook教授,從事博士後研究,設計了一種重要的DNA計算機。

1987年—1991年,在華中科技大學任副教授,離散數學與計算科學教研室主任,是中國當時最年輕的副教授、最年輕的研究生導師,承擔並完成了多項國家重點科研項目,培養了一批深具數理基礎的計算科學傑出人才:包括長城信息產業股份有限公司(中國長城計算機集團公司的核心成員企業之一、中國最大的計算機終端設備製造商、國家重點支持的軟體骨幹企業)總工程師兼湘計新星計算機系統有限公司董事長、全國傑出青年崗位能手趙永清,深圳宙斯科技公司(中國最強的“個性化”ERP軟體製造商)董事長兼總經理程在舒。他還是中國國家自然科學基金會青年基金的第一批得主。

1991年—1994年,在加拿大渥太華大學計算機科學系任助理教授,創立了計算分子生物學研究團隊(Computational Molecular Biology Research Group),開創了“擬區間圖方法”研究基因組物理圖譜構造的新領域。

1995年—1996年,作為研究副教授和生物信息學部主任在美國哥倫比亞大學基因組中心工作,與基因之父、諾貝爾獎獲得者James Watson(美國國家科學院院士)以及世界著名計算機科學家、哥倫比亞大學工學院院長Zvi Galil(美國國家工程科學院院士)緊密合作,成功地領導建立了第13號人類染色體的物理圖譜構造(physical mapping),研發了廣泛使用的諸如CU-Mapmaker的生物信息學系統。

1997年--2000年,擔任隸屬美國國家衛生研究院(NIH)的美國國家生物技術信息中心(NCBI)的(正教授級)高級研究員(Senior Investigator),建立了生物計算實驗室,研發了新的計算方法和軟體工具有效地用於識別癌症基因及基於基因表達的方法來預防、發現和診斷癌症。通過尋找基因和蛋白質序列上特殊模式的片段,例如重複片段、擬重複片段、 偽重複片段、簡單片段、複雜片段等等,研發了尋找蛋白質的球狀結構域(global domain)和非球狀結構域(non-global domain)的有效方法,在心臟病基因的計算辨識與基因網路中起了很大作用。

2001年--2002年,擔任美國國家基因組資源中心(NCGR)的(正教授級)高級研究員、基因表達項目部主任。他領導GeneX項目研發了整合的基因表達信息系統(GEIS),以此來提供高效能的基因表達數據存儲和分析.這個系統設計用來通過分散式資料庫和多種生物信息源來分析成千上萬的表達數據。

2003年至今,任馬里蘭大學動態功能基因研究院生物信息學主任、馬里蘭大學功能基因組和計算科學教授。用FFT pruning算法研發了全新的多物種全基因組的配對方法(Whole Genome Alignment),通過確定多物種全基因組非編碼區中的高度保守片段,有效地尋找非編碼區中(特別是在那些intergenic區間中)的功能片段。利用對所有已有的微陣列基因表達數據建立了整合處理算法,通過在所有不同實驗下獲得的基因表達譜的綜合相似性比較,構造了基因共同表達相關網路(gene co-expression correlation network),研發了從表達信息中尋找基因功能的統一方法。

2004年至今,任美國國家過敏症和傳染病研究所(NIAID)(正教授級)高級研究員,領導美國傳染病信息資源與知識庫(knowledgebase)的研究與開發,基於現代信息技術和系統生物學研究傳染病時空傳播與流行規律,特別是探索氣候、生態、環境、基因和流行病之間的關係。作為項目主持人,目前承擔了美國國家衛生研究院(NIH)三項基金項目:

a) 心臟病基因的計算辨識與基因網路;

b) 利用多種資源的基因表達綜合分析方法;

c) 生物系統的化學物質影響知識庫。

作為項目共同主持人(Co-PI)承擔了美國國家生物防恐(NIH Anti-Bioterrorism)重大基金項目《氣候、生態、基因、病毒和傳染病的關係研究》。

2004年1月,創辦了美國核心基因公司(英文名MasterGene,Inc.)。該公司具有多項自主智慧財產權、國際領先的基因晶片專有技術,其中主要包括:

⑴ 世界上獨一無二的專門化、功能型基因晶片設計技術;

⑵ 微陣列基因晶片列印技術;

⑶ 基因表達信息管理和分析系統。

這三項技術已申請了覆蓋世界多個國家和地區的國際專利,在晶片開發和基因表達數據分析系統的建立上已占據世界領先地位。開發生產了核心基因晶片系列,共有八個類別:

(i) 用於分析診斷癌症的Tumor晶片;

(ii) 用於分析診斷腦部和神經疾病的Neuro晶片;

(iii) 用於分析診斷心臟疾病的Cardio晶片;

(iv) 用於快速鑑定和描述新型異常病毒和新型傳染疾病的Viral晶片;

(v) 用於發現能過抗擊細菌、寄生性病毒等病原體(象sars病原體)以及腫瘤的疫苗的Vaccine晶片;

(vi) 用於探測生物化學途徑(包括代謝途徑、信號途徑、調控途徑)的Path晶片;

(vii) 用於確定人體細胞毒性的Toxico晶片;

(viii) 用於發現藥物靶標的Pharma晶片。

所有這些生物晶片都具有高靈敏度、專用性、準確性、穩定性、可靠性和快速性等特性。其開發的基因表達信息管理和分析系統具有提高性能數據存儲、傳輸和分析大規模基因表達數據的能力,設計的系統充分利用已經存在的相關的、不同種類的、合成的、分散式基因表達數據和生物醫學信息資源來分析成千上萬基因的表達譜數據,最大限度地獲得有關基因表達的知識,允許多群組交叉兼容匹配,多範圍共享成果。

2004年,任中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院特聘兼職正研究員及華中科技大學特聘兼職講座教授,幫助華中科技大學創立了生物信息學實驗室和申請到了國家自然科學基金會重點研究項目。

2006-2007年,萬宏輝博士學術休假在香港和中國大陸致力於中國核心基因公司的籌備和創建工作。在中國要做那些 — 在美國想做而無法做(或者沒有條件做)的事情;同樣地,在美國要做那些 — 在中國想做而無法做(或者沒有條件做)的事情,最大限度地發揮中國和美國的二個巨大優勢,以達相加相乘之效。

獲得成績

萬宏輝博士長期擔任美國新墨西哥大學等高等學府的兼職教授。另外,他還被許多著名研究機構邀請擔任高級訪問科學家和兼任科學家,其中包括美國國家環境衛生科學研究所(NIEHS)、美國國家糖尿病消化病和腎病研究所(NIDDK)和美國標準與技術研究院(NIST)等。

萬宏輝博士還是美國國家衛生研究院(NIH)生物醫學計算與信息科技基金評審組(Biomedical Computation and Information Science and Technology Panel)評審、美國國家科學基金會(NSF)生物信息學評審組(Bioinformatics Panel)評審、美國食品和藥物管理局(FDA)藥物資料庫和藥物信息學評審專家。此外,曾經獲得很多榮譽與獎勵,如加拿大自然科學與工程研究理事會(Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada)的國際研究獎;美國國家研究理事會(National Research Council,簡稱NRC)的資深研究員獎。

萬宏輝博士目前擔任許多與生物醫學計算有關的知名國際雜誌的編委,並是《科學(Science)》和《自然(Nature)》等世界權威刊物雜誌的審稿人。在2001—2003年期間,一直擔任國際微列陣基因表達數據協會(Microarray Gene Expression Data Society,MGED)的顧問組成員,利用他的研究小組所研發的GeneX系統為國際微列陣基因表達數據協會建立了關於微列陣基因表達數據的統一的基準(Benchmark),和很多基因晶片用戶建立了良好的工作關係。他先後在“Bioinformatics”、“Journal of Computational Biology”和“IEEE Transactions”等世界權威雜誌上發表了100多篇文章,指導了許多學生、碩士生、博士生、博士後。他組織了許多國際性的會議,例如The Annual IEEE International Symposium on Bioinformatics and Bioengineering,The Fourth International Meeting on Microarray Gene Expression Data 和DIMACS Workshop on High performance Computing In Bioinformatics。他的研究小組已開發出許多被廣泛使用的生物信息學系統,例如:GEIS、GeneX、Qperioder、DSR、Aperiod等等。

此外,萬宏輝博士還擔任了很多社會兼職,包括國際生物醫藥信息學聯合會(IBIF)副會長、美中科技教育文化交流委員會(USTECA)副主席、香港科技園諮詢顧問、中國南京國家級高新技術開發區專家顧問,為社會公益事業貢獻良多。

研究領域

萬宏輝博士及其領導的研究小組目前的研究領域包括:基因醫學(Gene Medicine)、整體生物醫學信息技術(Global Biomedical Informatics)和計算系統生物醫學(Computational Systems Biomedicine)。研究課題和項目涉及基因檢測、功能基因(特別是疾病基因、抗衰老基因、長壽基因)鑑定、中藥化學成份與功效的檢測、生物晶片設計與製造、生物(基因、蛋白質、抗體、組織)感測器的設計和製造、基因表達分析、基因網路模擬以及針對蛋白相互作用的聚類分析。

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奮鬥目標

經過20年艱苦卓絕的努力,通過脫氧核糖核酸(包括基因、擬基因、偽基因和在基因組上的那些功能片段,例如轉錄片段(transcriptional fragment)等等)與蛋白質之間、蛋白質與蛋白質之間的相互作用,發展建立複雜生物系統在分子水平上的統一結構框架和普適理論,揭示生命的本質和普遍規律。正如其他一些自然基本定律:

⑴香農(Shannon)利用熵函式建立的一般性通訊理論(H = -(p1 log p1 + … + pn log pn);

⑵牛頓的運動定律(F = ma);

⑶愛因斯坦的闡明原子屬性的相對論(E = mc2)。

中外著名生物學家

以生命為研究對象的成功人群就可以稱之為生物學家。生物學可以分為動物學,植物學,微生物學等,所以生物學家又可以細為動物學家,植物學家,微生物學家等。根據研究生命活動的內容,又分為生態學家、生理學家、遺傳學家、細胞生物學家、分子生物學與系統生物學家等。

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