谢晓亮（生物物理化学家）

人物经历

谢晓亮在美国太平洋西北实验室（1996）

1980年，考入北京大学化学系，业余时间还旁听了物理系和数学系的课程，还利用暑假到实验室做实验，学有机合成，又写计算机程序做化学计算。

1985年夏，赴加州大学圣地亚哥分校攻读博士，师从研究超快激光研究化学动力学的约翰·西蒙（John Simon）。

1989年，博士毕业后去芝加哥大学物理化学教授格雷厄姆·弗莱明（Graham Fleming）的实验室做博士后。

1992年，进入美国太平洋西北国家实验室（PNNL）工作，从事单个分子光谱和动力学、超高分辨光学成像研究，是PNNL自1965年成立以来第一位来自中国大陆的科学家。

1999年，被聘为哈佛大学化学与化学生物系终身教授，是改革开放以后哈佛大学聘任的第一位来自中国大陆的终身教授。

2000年，在哈佛大学的第一年，谢晓亮写了6个申请书，全部获得资助。

2001年9月7日，受聘北京大学化学学院客座教授，同一天，受聘为分子动态与稳态结构国家重点实验室学术委员会委员。

2004年，获得了美国国立卫生研究院（NIH）的先锋奖，在之后五年中每年获得50万美元的自由支配经费。

2008年，被北京大学生命科学学院聘为长江学者奖励计划讲座教授。

2009年，谢晓亮担任哈佛大学Mallinckrodt讲席教授，是改革开放后大陆学者获得哈佛大学冠名讲席教授的第一人。

2010年12月，在北京大学主持创办了北京大学生物动态光学成像中心（BIOPIC），担任主任。

2013年，第二次获得NIH先锋奖。

2015年，谢晓亮与斯坦福大学教授Karl Deisseroth共同获得阿尔伯尼生物医学奖，成为该奖项的首位华人获得者；同年获得美国化学会德拜奖。

2016年，组建了北京未来基因诊断高精尖创新中心（ICG），担任主任。10月17日，当选为美国国家医学院院士。

2017年9月16日，获得求是杰出科学家奖。11月，当选中国科学院外籍院士。^[1]

2018年7月，正式全职回到北京大学工作，担任北京大学李兆基讲席教授。^[11]

2019年11月，受聘担任北京大学理学部主任。^[10]

谢晓亮与学生们在哈佛实验室（2008）

谢晓亮教授参加学生们的博士毕业典礼

北京大学生物动态光学成像中心（BIOPIC）成立（2010）

主要成就

谢晓亮课题组的研究方向包含基础科学研究领域、技术研究领域和医学研究领域三个领域。

基础研究：单分子酶学、单分子生物物理化学、基因表达和调控、表观遗传学、细胞分化和重编程机理、基因组不稳定性。

技术发展：单分子成像、单细胞基因组学、相干拉曼散射显微成像、DNA 测序。

医学研究：体外受精胚胎植入前遗传学筛查与诊断、早期癌症诊断。^[1]

世界上第一例MALBAC婴儿诞生 （2014年9月19日）

截至2019年4月，谢晓亮教授共发表SCI收录科学论文229余篇。^[14]

Single Molecule

and Imaging

1. Xie, X. Sunney; Dunn, Robert C. "Probing Single Molecule Dynamics" Science 265: 361-364 (1994).
2. Sánchez, Erik J; Novotny, Lukas; Xie, X. Sunney. "Near-field Fluorescence Microscopy Based on Two-photon Excitation with Metal Tips" Phys Rev Lett 82: 4014-4017 (1999).
3. Min, Wei; Lu, Sijia; Chong, Shasha; Roy, Rahul; Holtom, Gary R.; Xie, X. Sunney. "Imaging Chromophores with Undetectable Fluorescence by Stimulated Emission Microscopy" Nature 461: 1105-1109 (2009).
4. Chong, Shasha; Min, Wei; Xie, X. Sunney. "Ground-State Depletion Microscopy: Detection Sensitivity of Single-Molecule Optical Absorption at Room Temperature" J Phys Chem Lett 1:3316-3322 (2010).
5. Zhou, Yuexin; Wang, Ping; Tang, Feng; Gao, Ge; Huang, Lei; Wei, Wensheng; Xie, X. Sunney “Painting a specific chromosome with CRISPR/Cas9 for live-cell imaging”, Cell Research, doi:10.1038/cr.2017.9 (2017).

Single Molecule Enzymology

1. Lu, H. Peter; Xun, Luying; Xie, X. Sunney. "Single-Molecule Enzymatic Dynamics" Science 282: 1877-1882 (1998).
2. Yang, Haw; Luo, Guobin; Karnchanaphanurach, Pallop; Louie, Tai-Man; Rech, Ivan; Cova, Sergio; Xun, Luying; Xie, X. Sunney. "Protein Conformational Dynamics Probed by Single-Molecule Electron Transfer" Science 302: 262-266 (2003).
3. Min, Wei; Luo, Guobin; Cherayil, Binny J.; Kou, S. C.; Xie, X. Sunney. "Observation of a Power-Law Memory Kernel for Fluctuations within a Single Protein Molecule" Phys Rev Lett 94: 198302(1-4) (2005).
4. English, Brian P.; Min, Wei; van Oijen, Antoine M.; Lee, Kang Taek; Luo, Guobin; Sun, Hongye; Cherayil, Binny J.; Kou, S.C.; Xie, X. Sunney. "Ever-Fluctuating Single Enzyme Molecules: Michaelis-Menten Equation Revisited" Nat Chem Bio 2: 87-94 (2006).
5. Blainey, Paul C.; Luo, Guobin; Ko9u, S.C.; Mangel, Walter F.; Verdine, Gregory L.; Bagchi, Biman; Xie, X. Sunney. "Nonspecifically Bound Proteins Spin While Diffusing Along DNA" Nat Struct Mol Biol 16: 1224-1229 (2009).
6. Kim, Sangjin; Brostr?mer, Erik, Xing, Dong; Jin, Jianshi; Chong, Shasha; Ge, Hao, Wang, Siyuan; Gu, Chan; Yang, Lijiang; Gao, Yiqin; Su, Xiao-dong; Sun, Yujie; Xie, X. Sunney. “Probing Allostery Through DNA” Science 339: 816-819 (2013).
7. Chong, Shasha; Chen, Chongyi; Ge, Hao; Xie, X. Sunney. "Mechanism of Transcriptional Bursting in Bacteria" Cell 158: 314-326 (2014).

Gene Expression and Regulation

1. Yu, Ji; Xiao, Jie; Ren, Xiaojia; Lao, Kaiqin; Xie, X. Sunney. "Probing Gene Expression in Live Cells, One Protein Molecule at a Time" Science 311: 1600-1603 (2006).
2. Cai, Long; Friedman, Nir; Xie, X. Sunney. "Stochastic Protein Expression in Individual Cells at the Single Molecule Level" Nature 440: 358-362 (2006).
3. Elf, Johan; Li, Gene-Wei; Xie, X. Sunney. "Probing Transcription Factor Dynamics at the Single-Molecule Level in a Living Cell" Science 316: 1191-1194 (2007).
4. Choi, Paul J.; Cai, Long; Frieda, Kirsten; Xie, X. Sunney. "A Stochastic Single-Molecule Event Triggers Phenotype Switching of a Bacterial Cell" Science 322: 442-446 (2008).
5. Taniguchi, Yuichi; Choi, Paul J.; Li, Gene-Wei; Chen, Huiyi; Babu, Mohan; Hearn, Jeremy; Emili, Andrew; Xie, X. Sunney. "Quantifying E. coli Proteome and Transcriptome with Single-Molecule Sensitivity in Single Cells" Science 329: 533-538 (2010).
6. Chong, Shasha; Chen, Chongyi; Ge, Hao;Ge, Hao; Qian, Hong; and Xie, X. Sunney. "Stochastic Phenotype Transition of a Single Cell in an Intermediate Region of Gene State Switching" Phys Rev Lett 114(7) (2015).

7. Coherent Raman Microscopy

8. Zumbusch, Andreas; Holtom, Gary R.; Xie, X. Sunney. “Vibrational Microscopy Using Coherent Anti-Stokes Raman Scattering" Phys Rev Lett 82: 4142-4145 (1999).
9. Evans, Conor L.; Potma, Eric O.; Puoris'haag, Mehron; C?té, Daniel; Lin, Charles P.; Xie, X. Sunney. "Chemical imaging of tissue in vivo with video-rate coherent anti-Stokes Raman scattering microscopy" Proc Nat. Aca Sci 102: 16807-16812 (2005).
10. Freudiger, Christian W.; Min, Wei; Saar, Brian G.; Lu, Sijia; Holtom, Gary R.; He, Chengwei; Tsai, Jason C.; Kang, Jing X.; Xie, X. Sunney. "Label-Free Biomedical Imaging with High sensitivity by Stimulated Raman Scattering Microscopy" Science 322:1857-1860 (2008).
11. Saar, Brian G.; Freudiger, Christian W.; Reichman, Jay; Stanley, C. Michael; Holtom, Gary R.; Xie, X. Sunney. "Video-Rate Molecular Imaging in Vivo with Stimulated Raman Scattering" Science 330: 1368-1370 (2010).
12. Wang, Meng C.; Min, Wei; Freudiger, Christian W.; Ruvkun, Gary; Xie, X. Sunney. "RNAi Screening for Fat Regulatory Genes with SRS Microscopy" Nat Methods 8: 135-138 (2011).
13. Fu, Dan; Zhou, Jing; Zhu, Wenjing Suzanne; Manley, Paul W.; Wang, Y. Karen; Hood, Tami; Wylie, Andrew; Xie, X. Sunney. "Imaging the Intracellular Distribution of Tyrosine Kinase Inhibitors in Living Cells with Quantitative Hyperspectral Stimulated Raman Scattering" Nat Chem 6: 614-622 (2014).

Single Cell Genomics

1. Zong, Chenghang; Lu, Sijia; Chapman, Alec R.; Xie, X. Sunney. "Genome-Wide Detection of Single-Nucleotide and Copy-Number Variations of a Single Human Cell" Science 338: 1622-1626 (2012).
2. Lu, Sijia; Zong, Chenghang; Fan, Wei; Yang, Mingyu; Li, Jinsen; Chapman, Alec R.; Zhu, Ping; Hu, Xuesong; Xu, Liya; Bai, Fan; Qiao, Jie; Tang, Fuchou; Li, Ruiqiang; Xie, X. Sunney. "Probing Meiotic Recombination and Aneuploidy of Single Sperm Cells by Whole-Genome Sequencing" Science 338: 1627-1630 (2012).
3. Hou, Yu; Fan, Wei; Yan, Liying; Li, Rong; Lian, Ying; Huang, Jin; Li, Jinsen; Xu, Liya; Tang, Fuchou; Xie, X. Sunney; Qiao, Jie. "Genome Analyses of Single Human Oocytes" Cell 155: 1492-1506 (2013).
4. Yan, Liying; Huang, Lei; Xu, Liya; Huang, Jin; Ma, Fei; Zhu, Xiaohui; Tang, Yaqiong; Liu, Mingshan; Lian, Ying; Liu, Ping; Li, Rong; Lu, Sijia; Tang, Fuchou; Qiao, Jie; Xie, X Sunney "Live Births after Simultaneous Avoidance of Monogenic Diseases and Chromosome Abnormality by Next-generation Sequencing with Linkage Analyses," Proc Natl Acad Sci USA, 112(52), 15964-15969, (2015).
5. Chen, Chongyi; Xing, Dong; Tan, Longzhi; Li, Heng; Zhou, Guangyu; Huang, Lei; Xie, X. Sunney "Single-cell whole-genome analyses by Linear Amplification via Transposon Insertion (LIANTI)," Science 356, 189-194 (2017).

Key Review Articles

1. Min, Wei; Freudiger, Christian W.; Lu, Sijia; Xie, X. Sunney. "Coherent Nonlinear Optical Imaging: beyond Fluorescence Microscopy" Annu. Rev. Phys. Chem. 62: 507-530 (2011).
2. Li, Gene-Wei; Xie, X. Sunney. "Central Dogma at the Single-Molecule Level in Living Cells" Nature 475: 308-315 (2011).
3. Xie, X. Sunney. "Enzyme Kinetics, Past and Present" Science 342: 1457-1459 (2013).
4. Xie, X. Sunney. "Single Molecules Meet Genomics: Pinpointing Precision Medicine" JAMA 20: 2021-2 (2015).
5. Huang Lei; Ma Fei; Chapman Alec; Lu Sijia; Xie X. Sunney. “Single-Cell Whole-Genome Amplification and Sequencing” Annu. Rev. Genomics Hum. Genet. 16: 79-102 (2015).
6. Cheng, Ji-xin; Xie, X. Sunney. “Vibrational Spectroscopic Imaging of Living Systems: An Emerging Platform for Biology and Medicine” Science 350, aaa8870 (2015).
7. Tan, Longzhi; Xing, Dong; Chang, Chi-Han; Li, Heng; Xie, X. Sunney "Three-dimensional genome structures of single diploid human cells," Science 43, 924-928 (2018). 
8. Zhou, Yuexin; Wang, Ping ; Tian, Feng; Gao, Ge; Huang, Lei; Wei, Wensheng; Xie, X. Sunney "Painting a specific chromosome with CRISPR/Cas9 for live-cell imaging," Cell Res DOI:10.1038/cr.2017.9 (2017).
9. Chong, Shasha; Chen, Chongyi; Ge, Hao; Xie X. Sunney, “Mechanism of  Transcriptional Bursting in Bacteria,” Cell 158, 314-326 (2014).
10. Hou, Yu; Fan, Wei; Yan, Liying; Li, Rong; Lian, Ying; Huang, Jin; Li, Jinsen; Xu, Liya; Tang, Fuchou; Xie, X. Sunney; Qiao, Jie, "Genome Analyses of Single Human Oocytes," Cell 155, 1492-1506 (2013).
11. Zong, Chenghang; Lu, Sijia; Chapman, Alec R.; Xie, X. Sunney, "Genome-Wide Detection of Single-Nucleotide and Copy-Number Variations of a Single Human Cell," Science 338: 1622-1626 (2012).
12. Freudiger, Christian W.; Min, Wei; Saar, Brian G.; Lu, Sijia; Holtom, Gary R.; He, Chengwei; Tsai, Jason C.; Kang, Jing X.; Xie, X. Sunney "Label-Free Biomedical Imaging with High sensitivity by Stimulated Raman Scattering Microscopy" Science 322:1857-1860 (2008).
13. Yu, Ji; Xiao, Jie; Ren, Xiaojia; Lao, Kaiqin; Xie, X. Sunney, "Probing Gene Expression in Live Cells, One Protein Molecule at a Time," Science 311: 1600-1603 (2006).
14. English, Brian P.; Min, Wei; van Oijen, Antoine M.; Lee, Kang Taek; Luo, Guobin; Sun, Hongye; Cherayil, Binny J.; Kou, S.C.; Xie, X. Sunney "Ever-Fluctuating Single Enzyme Molecules: Michaelis-Menten Equation Revisited" Nat Chem Bio 2: 87-94 (2006).
15. Zumbusch, Andreas; Holtom, Gary R.; Xie, X. Sunney “Vibrational Microscopy Using Coherent Anti-Stokes Raman Scattering" Phys Rev Lett 82: 4142-4145 (1999).
16. Lu, H. Peter; Xun, Luying; Xie, X. Sunney, "Single-Molecule Enzymatic Dynamics," Science 282: 1877-1882 (1998).^[13]
17. Tan, Longzhi; Xing, Dong; Daley, Nicholas; 

    Xie, X. Sunney

     "Three-dimensional genome structures of single sensory neurons in mouse visual and olfactory systems," 

    Nat Struct Mol Biol

     26, 297-307. DOI:10.1038/s41594-019-0205-2 (2019)
18. Fu D, Yang W,

     Xie X

     *(2017) "Label-free Imaging of Neurotransmitter Acetylcholine at Neuromuscular Junctions with Stimulated Raman Scattering," 

    J Am Chem Soc 

    139, 583−586.
19. Yan L, Huang L, Xu L, Huang J, Ma F, Zhu X, Tang Y, Liu M, Lian Y, Liu P, Li R, Lu S, Tang F, Qiao J,

     Xie X 

    *(2015) "Live births after simultaneous avoidance of monogenic diseases and chromosome abnormality by next-generation sequencing with linkage analyses,"

     ProcNatlAcadSci USA 

    112, 15964-15969.
20. Chong S, Chen C, Ge H,

     Xie X

    * (2014) "Mechanism of Transcriptional Bursting in Bacteria," 

    Cell

     158, 314-326.
21. Hou Y, Fan W, Yan L, Li R, Lian Y, Huang J, Li J, Xu L, Tang F,

     Xie X

     *, Qiao J (2013)"Genome analyses of single human oocytes," 

    Cell

     155, 1492-1506.
22. Kim S, Brostromer E, Xing D, Jin J, Chong S, Ge H, Wang S, Gu C, Yang L, Gao Y, Su X, Sun Y,

     Xie X

    * (2013) "Probing Allostery Through DNA," 

    Science 

    339, 816-819.^[12]

学子归来 齐聚哈佛（2012）

人物评价

谢晓亮在非线性拉曼显微学和高灵敏度分子振动成像领域具有创新研究，在创立单分子生物物理化学领域中处于科学领导地位，而且他在酶反应动力学和活细胞基因表达领域做出了杰出工作。（2009年美国欧内斯特·奥兰多·劳伦斯奖）

谢晓亮是单细胞生物学领域的领军人物，他已在该领域做出了关于单个分子及其行为影响细胞的生命过程乃至人类疾病的诸多研究成果。（2015年美国阿尔伯尼生物医学奖）

谢晓亮是学科交叉研究的践行者，从物理化学、生物物理到生物化学，再到分子生物学，基因组学及临床医学，他无畏探索，不断创新，他是单分子酶学的创始人、单分子生物物理化学的奠基人之一、相干拉曼散射显微成像技术和单细胞基因组学的开拓者，在单分子生物物理和生物医学光学成像领域作出了杰出的贡献。（2017年求是科学基金会评）^[2]

做事情就是要持之以恒，不要放弃，要坚持，要不怕困难的做下去，要有耐心，不要追求那种短期就能出成果的东西。谢晓亮常常会用4年甚至更长的时间来做一个研究，他发现自己做错的东西，也不放弃，重新开始做，所以，坚持是一个很重要的东西，是他获得成功肯定的一个很重要的元素，对我也意义重大。（美国国家科学院院士、哈佛大学教授庄小威）^[3]

谢晓亮的第一个基础研究工作是1998年开展的单分子酶学，他开创了在单分子层面对生命过程的研究。近年他又开始探探索在医学上的应用。中国引进现代医学后，在现代药学方面只有少数几个药物作用领域的发现，在现代医学技术上唯一的发明和应用就是谢晓亮和汤富酬、乔杰三个团队合作诞生的‘MALBAC婴儿‘。（北京大学生命科学院饶毅）^[5]

谢晓亮的MALBAC技术能够改变整个生物医学，其对未来精准医学的发展和应用的贡献是不可限量的。“获得终身教授的人很多，但真正能够在人类历史上，特别是科技史上留下印记的科学家非常少见，而谢晓亮将理论和技术结合，用技术解决科学问题，是引领整个科学界发展的真正的一流科学家，他是一个让你无法预知将来还会做出什么创造性工作的科学家。这是一个科学家具有潜在创造力、影响力、引领力的标志。（中国医学科学院院长曹雪涛）^[5]

社会任职

个人生活

谢晓亮的父亲谢有畅和母亲杨骏英都是北京大学化学系教师。^[15]