刘雷（中科院上海生命科学研究院研究员）

个人信息

所系名称 系统生物学实验室

性别 男

专业名称生物信息学

行政职务 研究组长

个人简介

1988年北京大学生物系获得学士学位，1991年在中国科学院发育生物学研究所获得硕士学位，1994年获得美国康涅狄格大学分子与细胞生物学系硕士学位，1997年获得美国康涅狄格大学分子与细胞生物学系博士学位。1997年--1999年在美国康涅狄格大学计算机系做博士后研究，1999年始任美国伊利诺伊大学香槟分校（UIUC）生物技术中心生物信息学实验室主任，2000年任美国伊利诺伊大学香槟分校动物学系兼职助理教授，2002年任美国伊利诺伊大学香槟分校、国家超级计算中心(NCSA) 兼职研究员，2003年-2006年3月任上海生物信息技术研究中心客座研究员，2006年4月任上海生物信息技术研究中心研究员。2007年6月到中科院上海生科院系统生物学重点实验室任"百人计划"研究员，并共同负责生物信息学平台。是国际计算生物学学会会员，Genome Letter杂志编委成员，获得美国国家科学基金(NSF)物基因组研究奖，美国国家卫生研究所(NIH) 皮肤病研究中心奖和NCSA教师奖。在国际权威科学杂志上发表科学论文30多篇。

研究方向

生物网络，计算系统生物学，系统建模，生物医学信息学，医学数据挖掘

研究工作

计算系统生物学

细胞是一个复杂的系统，包含了成千上万的成份和相互作用。传统的分子生物学主要研究个别的成份和反应。系统生物学从整个细胞体出发，研究整个系统或子系统的结构，功能，与特性。自上世纪九十年代以来，高通量生物技术为系统生物学研究提供了海量数据。许多物种的基因组，特别是大量微生物的基因组，被完全破解。表达组，蛋白质组和代谢组的数据也在飞速增加。如何对这些海量数据进行分析，从而找到系统水平上的规律是当代生物学面临的巨大挑战。计算系统生物学就是利用各种计算和数据挖掘的手段，通过数据整合建立海量数据的分析方法及数学模型，发现系统的结构与功能特性。计算系统生物学中的一个基本方法是生物网络。生物网络是把复杂的细胞内系统抽象成由点线组成的，在数学图论意义上的网络。点表示系统中的成分，连接点的线表示相互作用，线是可以有方向的。本人从事的研究是基于生物网络，研究其拓谱结构特性和动态特征，以及生物网络的比较与进化。生物网络研究可分为拓谱结构和动态系统模型两大方向。拓谱结构分析研究网络的结构特征，如连接度，模块化结构，无尺度结构等。网络的拓谱结构是静态的，不能描述系统的变化。而个种生物功能大多表现在生物网络的动态上。动态系统模型在拓谱结构的基础上构建数学模型描述系统的动态过程，模拟和预测系统的变化。最近的一个项目比较了叶绿体和蓝藻的代谢网络拓谱结构。叶绿体在进化上是从蓝藻通过内共生转变而来。通过代谢网络拓谱结构分析，发现了共性和不同，为进一步的网络进化研究打下了基础。同时建立了一系列网络模块化分析与比较的方法。