- 高级人才招聘
- 中、初级专业技术人才招聘
- 管理、支撑岗位招聘
- 博士后招聘
本课题组旨在通过整合微生物多模态数据与解码大分子进化规律，建立“数据-模型-设计-构建”于一体的生物制造元件与细胞工厂创新研发体系。致力于发展从新功能元件发现、理性设计到最终高效细胞工厂构建的新方法，为生物制造提供源头核心技术与元件储备。
方向一：基因编辑工具和合成生物学催化元件的深度挖掘与设计
方向二：基于多模态人工智能模型的元件互作研究与细胞工厂构建
2012.09-2016.07 四川大学，理学学士
2016.09-2020.07 四川大学，遗传学博士
2020.11-2024.11 清华大学，博士后
2024.11-至今 中国科学院微生物研究所，研究员，研究组长
2025年度 北京市科技新星
2022年度 北京生物结构前沿中心卓越学者
2020年度 清华大学结构生物学高精尖创新中心卓越学者
2019年度 国家奖学金
2017年度 唐立新奖学金
2015年度 黄乾亨奖助学金
1. 基因编辑工具和合成生物学催化元件的深度挖掘与设计
聚焦生物制造中两类关键元件——基因编辑工具与生物催化元件的源头创新。我们致力于通过整合微生物多组学数据与蛋白质结构信息，系统挖掘自然界中未被充分利用的新型核酸酶系统与高性能催化酶。在此基础上，开发基于三维结构进化规律与深度学习的人工智能设计方法，实现对基因编辑工具的功能增强、特异性提升，以及对催化元件的活性优化、底物谱拓展乃至全新功能的理性设计。该研究将突破传统依赖经验试错的元件开发模式，形成“数据驱动挖掘、智能指导设计”的新范式，为微生物遗传改造与高效细胞工厂构建提供新一代底层工具与核心催化部件。
2. 基于多模态人工智能模型的元件互作研究与细胞工厂构建
致力于解决生物制造中从元件到系统的集成挑战，重点突破元件功能与细胞底盘适配性的关键瓶颈。通过整合基因组、转录组、代谢组等多模态数据，构建能够模拟微生物生理状态的“虚拟微生物”人工智能模型，系统解析代谢网络中各类元件的协同互作机制与调控规律。该研究将建立从元件功能预测到系统性能优化的全新研发范式，实现高效微生物细胞工厂的理性设计与性能提升。
代表性论文
1. S. Zhang#, et al. Pro-CRISPR PcrIIC1-associated Cas9 system for enhanced bacterial immunity. Nature (2024). (co-first author)
2. Z. Liu# , S. Zhang#, et al. Hydrolytic endonucleolytic ribozyme (HYER) is programmable for sequence-specific DNA cleavage. Science (2024). (co-first author)
3. S. Jin# , Z. Zhu# , Y. Li# , S. Zhang#, et al. Functional RNA splitting drove the evolutionary emergence of type V CRISPR-Cas systems from transposons. Cell (2025). (co-first author)
4. J. Pang,# Y. Chen# , W. Qiao# , Z. Ju# , X. Zhu, S. Chang, L. Wang, Z. Zhang, Z. Zerang, S. Xu, Y. Chen, C. Li, B. Ying, B.S. Ding, H. Chen*, S. Zhang*, X. Wei*, X. Tang*, H Dong*. Mechanistic basis of LolDF-mediated lipoprotein transport in Acinetobacter. Nature Communications (2026). (corresponding author)
5. D. Li# , S. Zhang#, et al. Cas12e homologs evolve variable structural features to facilitate dsDNA cleavage. Nature Communications (2024). (co-first author)
6. C. A. Tsuchida# , S. Zhang#, et al. Chimeric CRISPR-CasX enzymes and guide RNAs for improved genome editing activity. Molecular Cell (2022). (co-first author)
7. A. Sun# , C. P. Li# , Z. Chen# , S. Zhang#, et al. The compact Casπ (Cas12l) ‘bracelet’ provides a unique structural platform for DNA manipulation. Cell Research (2023). (co-first author)
代表性图片
申请专利
-工作人员
王沛棋，博士，青年访问学者
Peiqi Wang, Ph.D, Young Visiting Scholar
王赛赛，博士，助理研究员
Saisai Wang, Ph.D, Assistant Professor
鞠孜敬，博士，特别研究助理
Zijing Ju, Ph.D, Postdoctoral researcher
党文，博士，特别研究助理
-在读研究生
丁慧 （2025级博士）
马佳月 （2025级博士）
单战 （2025级硕士）
邹文瑾 （2026级硕士）
-联培学生
王丰 （2023级博士）
袁迪 （2024级博士）
何丙良 （2026级博士）
官晓彤 （2025级硕士）
李芮 （2025级硕士）
罗熊序岚（2025级硕士）
-本科生毕业设计
于文璇 本科生 （2023级学士）
1. 国家重点研发计划，全球微生物数据资源挖掘与利用国际合作研究，主持，2026至2028
2.国家自然科学基金青年科学基金项目（B类），微生物大分子元件挖掘与设计，主持，2027至2029
3.国家自然科学基金重大研究计划培育项目，细菌 RNA 演化图谱构建与耐药机制解码，主持，2026至2028
4.国家自然科学基金委员会面上项目，基于GII-B内含子的RNA核酶基因编辑工具HYER-B系统的设计和开发，主持，2025至2028
5.中国科学院战略性先导科技专项，微生物新生命元件发掘与关键底层技术构建，研究骨干，2024至2029
6. 微生物多样性与资源创新利用全国重点实验室揭榜挂帅项目，基于 AI 的微生物功能元件挖掘创制与“虚拟细胞”多模态模型构建，主持，2026至2028
7.北京市科技新星计划，微生物功能大分子结构进化推演及人工智能设计，主持，2025至2028
8. 北京市科技新星计划（交叉合作课题），极端环境特异性蛋白质大语言模型构建及功能元件定向设计，主持，2026至2029
9.国家自然科学基金委员会青年项目，新型CRISPR-Cas基因编辑工具分子 LpbCas12e的功能与机制研究，主持，2022至2024
10.中国博士后科学基金会面上资助，新型CRISPR-CasX系统分子结构研究与优化改造，主持，2023至2024
