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王吉华:坚守 奉献 筑梦


文章作者:生物物理研究院 发布时间:2020-04-30


王吉华教授的微信号是“星空”,确有仰望星空之心态,在文静的背后透露出一种坚毅,人不可貌相,岂不知,他还是一名运动健将,小学得过公社运动会跳高冠军、中学拿过中长跑冠军、大学拿过越野赛冠军…,也可能正是这种望星空的心境,跑马拉松赛的人生认知,促成了他在生物物理新兴交叉学科领域坚守、奉献、耕耘了近四十载,在欠发达地区的地方院校成就了很多的不可能,打造了一支包括多名泰山学者、青年千人的山东省黄大年式创新团队,建立了山东省唯一的一个生物物理多学科交叉的省级重点实验室等等。

上下求索10多年,打基础学生物,谋篇布局生物物理。

王吉华高中就读于一所社办高中,尽管其数学功底很好,1978年,他在德州地区数理化竞赛中获得过数学奖励,但是由于当时社办高中条件限制,没有教师开设英语课,也没有学习过生物学,因此1981年,他毕业留校工作后,便开始了漫长的生物物理的求学和探索之路。首先,要看懂英语文献必须先学习英语,因为当时没有录音机等音响设备,只能用图书馆借阅的一本汉语拼音注解的音标发音法来模仿练习,这也导致了发音不准后来听力考试屡屡不能过关,但是他硬着头皮坚持下来了,现在他能够用英语自如地阅读、写作,并在国际会议等场合进行交流。用了一年的时间他学完了物理学专业的四大力学,在中山大学学习了量子力学、固体物理、相对论、半导体物理、金属物理等课程,在天津大学学习了凝聚态方向的所有研究生课程,这些努力为他打下了良好的数理功底。同时,他也开始了生命科学方面的学习,自学了普通生物学、生物化学、分子生物学等生物学课程,也学习了生物物理、生物信息、计算生物学、生物传感器等交叉课程,为尔后从事生物物理交叉研究奠定了基础。在天津大学张春霆院士实验室、中国科技大学施蕴渝院士实验室、美国印第安纳大学生物信息学中心均开展过合作研究,与高手交流合作,不断拓展视野,提高水平。从80年代中期开始,他积极参加学术交流,从山东省物理学术会议,到华东六省一市物理学术会议交流,从中国生物物理学术会议,到东亚生物物理学术会议,再到国际生物物理学术大会,研究水平不断提升,交流层次不断提高。正是这种上下求索,使得王吉华在生物信息学刚刚诞生之时,他就带领两位年轻教师毫不犹豫地捕捉到这个新兴的研究领域,在90年代初,就在国际重要刊物J. Theor. Biol.(英国主办“理论生物学报”)发表了其生物信息学领域的研究成果,承担了山东省第一项生物信息学研究课题《DNA序列运作规律的数理研究》。为组建生物物理创新团队奠定了基础。

潜心科学研究近四十载,全身心投入生物物理新兴交叉领域研究,取得优异成绩。

王吉华教授立足365体育投注首页,扎根基层,坚守、筑梦、奋斗、奉献38年,在生物物理大交叉研究领域取得优异成绩。

90年代初,王吉华开始参加中国生物物理学术会议、东亚生物物理学术会议等会议,1996年首次参加了在荷兰首都阿姆斯特丹召开的十二届国际生物物理大会(IUPA),2005年应邀在在法国蒙彼利埃召开的十五届国际生物物理学术大会(IUPA)上做报告,这次会议有1000多人参加,是国际上最重要的生物物理学术会议,我国科学家只有4位做报告,2位是中国科学院的院士,1位是复旦大学的教授,而另一位报告人就是外国人连来自哪个学校都不知道(365体育投注首页)王吉华教授。从那时起,王吉华教授应邀在国际国内生物物理学术会议20多次做报告,成为中国生物物理学会的活跃分子,并连续三届被选为中国生物物理学会的理事,也是山东在这一个国家级学会唯一的理事。

从1996年主持第一个山东省生物信息学自然科学基金课题开始,王吉华先后主持了山东省科技攻关课题“复合生物物理技术促进淡水鱼生长及其机理研究”等省部级课题6项,主持国家自然科学基金面上课题3项,“固有无序蛋白质特征信息挖掘及其预测方法发展 (61271378)”、“长非编码RNA序列结构特征信息挖掘及其预测方法研究 (61671107)”和“疾病相关固有无序蛋白α-synuclein和p53结构与功能特性的计算机模拟研究(30970561)”;与中国科技大学国家杰青刘海燕教授联合主持国家基金委重大研究计划课题1项;与南京大学长江学者国家杰青王炜教授联合主持国家基金委重点课题1项。

在这些课题的资助下,王吉华开展了DNA序列分析的几何方法研究,把几何图形与熵结合起来,开展了核酸序列的熵研究(Wang et al., J Theor Biol, 1996);研究了DNA 序列的全对称群和多义密码子的对称性(Wang et al., J Biomath, 2001);提出了D 晶格概念、证明D晶格是面心立方晶格,揭示了D格点的空间分布规律,提出Z曲线簇的概念,得到了所有Z曲线均限制在正四面体内切球内的结论(Wang et al., J Biomath, 2004)。用分子动力学模拟方法研究了小蛋白相变过程,首次在原子水平建立了蛋白质去折叠过程的相图 (Wang et al., Phys Rev E, 2003) ;构建了研究蛋白质构象变化的物理特性空间,找到了小蛋白最可几折叠路径(Wang et al., J Biomol Struct Dyn, 2008),比较了具有相同拓扑结构的小蛋白的去折叠轨迹和去折叠态 (Zhao et al., BMC Bioinformatics, 2009);首次给出了Chignolin小蛋白的自由能面,从头预测了其天然结构(Dou et al., Mod Phys Lett B, 2008)。评述了分子动力学模拟 (MD) 方法在疾病相关固有无序蛋白结构功能关系研究方面的应用 (Wang et al., Curr Comput-Aid Drug,2009);开展了固有无序蛋白质(IDPs)的大规模分子动力学模拟研究(Wang et al., Int J Mol Sci, 2011);研究发现了39个同源FlgM无序蛋白质表现出不同的温度依赖和进化特征 ( Biophys J, 2013, 105:2598 );利用弹性网络模型的热力学方法预测了蛋白质表面的变构位点 (Phys Rev E,2014, 90: 022719 );发展了蛋白质序列分析的几何模型方法 ( J Chem Inf Model, 2015,55: 1261 );参与了蛋白质二级结构、主链二面角、溶剂可接近面积预测方法 (Sci Rep,2015, 5: 11476) 和蛋白质残基半球暴露 (HSE) 发展 ( Bioinformatics, 2016, doi:10.1093/ bioinformatics/btv665 );发展了无序区和有序区的分类算法 ( MATCH CommunMath Comput Chem, 2016, 75: 417 )等等。

近年来,他在Nature Communications、Nucleic Acids Research、RNABiology、Biophys J、J Chem Inf Model、Phys. Rev.和生物物理学报等重要刊物发表论文80余篇,累计影响因子超过200,被引用1000多次,20多次应邀在国际国内会议做学术报告,合作成功研制出“单晶石墨烯超痕量生物传感芯片及传感器”(Nature Communications, 2017),被认为是目前世界上最先进生物传感器的代表之一,已申报国家发明专利(201610833102.0)和国际发明专利(PCT/ CW2016/107804)的保护;率先在国际上建立了实验验证最全综合性长非编码RNA数据库—EVLncRNAs(Nucleic Acids Research,2018),该数据库已被来自中国、美国、德国、英国、法国、澳大利亚、巴西、日本等30多个国家的研究工作者访问了近5000次(http://biophy.dzu.edu.cn/EVLncRNAs);被国际上著名的组学航母数据库-OMIC tools在线收录(https://omictools. com/ lncrna-disease-association-data-category),被非编码RNA著名网站lncRNABlog(https://www.lncrnablog.com/s=EVLncRNAs)专题报道,评价是“目前世界上实验证实最大的lncRNAs数据库”。获专利5项,获山东省科学技术奖三等奖1项。

在几十年科研生涯中,无论是顺境还是逆境,王吉华始终在坚守,为生物物理交叉研究默默的耕耘、奉献着。例如:在开展山东省科技攻关课题“复合生物物理技术促进淡水鱼生长及其机理研究”的应用研究时,王吉华教授带领1位物理实验室青年教师、1位无线电和电磁动手能力很强的实验师,联合市水产局1位高工、1个养鱼个体户合作,连续三年攻关研究,经常吃住在实验室,开展了电、光、磁及其复合技术刺激鱼受精卵方面的研究,为获得最佳刺激时间,经常凌晨实施人工授精,紧接着进行一系列刺激实验,摸索出了针对鲫鱼、鲤鱼的物理生物作用强度、作用时间、生物生长阶段的最佳有效组合,大幅提高了其出苗率、成活率和后期生长速度;同时研制了电磁及其复合刺激装置,获得了国家发明专利,并进行了技术转让,为实验室今后的生物物理技术相关研究打下了基础。

充分发挥山东省生物物理学科带头人作用,引领创新奉献培养人才,为打造生物物理交叉创新团队不懈努力。

生物物理创新团队从上世纪80年代的王吉华一个人、到3个人,到2006年的20多个人,再到目前横跨六个一级学科的50多个人,成为国内外有影响的山东省黄大年式生物物理创新团队,王吉华教授的惜才、爱才、引才、育才和用才理念和做法是关键,付出了他几十年的心血。

山东省优秀青年基金获得者于家峰教授,目前是重点实验室副主任,生物医疗大数据智能分析方向的带头人。2005年在成都电子科技大学生物物理学专业硕士研究生毕业后,本来去一个条件更好的老本科大学应聘,但是那所大学没有人从事生物物理领域研究。得知此消息后,王吉华连夜搞到联系方式与于家峰联系。于家峰第二天就来面试报道,在之后他的科研方向选择、课题申报等方面王吉华都给予指导、积极培养,并鼓励他攻读博士。于家峰从东南大学生物信息学博士毕业后又回到实验室工作,目前已主持了2项国家自然科学基金、多项省基金课题研究,2016年获得山东省优秀青年基金项目,在DNA Reseach等知名刊物发表30多篇SCI文章,成为实验室的学术带头人。

还有82年的曹赞霞教授,她是一位安徽姑娘,中国科学技术大学生物信息学硕博连读,2008年博士毕业,博士期间,在生物大分子动力学模拟领域做了很漂亮的研究工作,为引进曹赞霞,王吉华从研一到她博士毕业的五年间,每年去科大至少一次,通过学术思想交流、来实验室参观等形式终于引进了曹赞霞博士,更为重要的是,十年来, 曹赞霞从讲师、副教授到教授,成为最年轻的教授之一、成为生物大分子体系模拟及应用方向的带头人,完成主持的国家青年紧紧课题后,目前正在主持1项国家面上课题、1项山东省自然科学基金课题,事业、生活双丰收,她已扎根山东、奉献齐鲁。在一次大会上,曹赞霞教授动情地说,“我博士毕业后,是王吉华老师指导我开展了新的研究领域”。

周耀旗教授是一位美籍华裔,国际知名生物信息学专家,1984年本科毕业于中国科学技术大学,1990年获得美国纽约州立大学石溪分校博士学位。哈佛大学博士后,师从诺贝尔化学奖获得者马丁·卡普拉斯。印第安那大学终身教授,澳大利亚格里菲斯大学教授,先后主持美国NIH、澳大利亚NHMRC六个项目,获得近八百多万美元科研经费。在Nature、Nucleic Acids Research、Bioinformatics等高水平期刊发表学术论文180余篇,引用7000多次。 为引进这样一位知名学者,王吉华教授先后去周耀旗教授的实验室访问了三次,并邀请他来365体育投注首页交流。通过人格魅力、事业共鸣、感情投入等,终于打动了周耀旗教授,2013年周耀旗被聘任365体育投注首页海外特聘教授,2014年入选山东省“泰山学者”海外特聘教授,5年多来,周教授以山东德州为家,竭尽全力为生物物理重点实验室发展作贡献,主持完成一项国家自然科学基金课题研究,参与多项国家课题研究,促进了实验室发展。

在这个团队中,还有以第一作者在Science发表论文,“泰山学者”青年专家、德州市“现代产业首席专家” 宋峰博士,是365体育投注首页最年轻的直聘教授(1985年生人);“泰山学者”青年专家、国务院特贴专家、山东省青年科技奖获得者、直聘教授许士才;在美国芝加哥大学从事高级访合作研究的德州市有突出贡献的中青年专家扈国栋博士;还有山东省生物物理重点实验室天衢英才特聘教授国家青年专家杨跃东教授等等。这个黄大年式生物物理创新团队的每一位优秀骨干的引进、培养和成才过程中,都有王吉华教授惜才、爱才、引才、育才和用才的生动故事,倾注了他大量的心血。

目前,该团队荣获拥有“国务院特贴专家”2名、“海外泰山学者特聘专家”1名、“青年泰山学者”2名、“山东省优青”2名、柔性引进国家青年专家1名,有5位80后优秀青年骨干晋升教授等等,是一支跨越多个一级学科、朝气蓬勃、开展生物物理大交叉研究的创新团队。近几年,该团队在Nature Communications、Nucleic Acids Research等影响因子10以上的顶尖期刊发表重要研究成果。获批国家自然科学基金项目14项、山东省自然科学基金等省部级科研项目12项,获批各类科研经费1500余万元,成为一支国内外知名的生物物理大交叉创新研究团队。

20多个春秋坚守、创新、筑梦、奉献,创建了我省唯一的“山东省生物物理重点实验室”,推动山东生物物理学科发展,为新旧动能转换提供源头创新。

王吉华教授作为省级重点实验室主任,从九十年代创建德州师专生物信息学实验室开始,经过20多年艰苦奋斗,经历了德州市重点实验室、山东省高校重点实验室、省市共建重点实验室培育基地和省级生物物理重点学科等发展历程,2015年,成为“山东省生物物理重点实验室”,在地方院校创建了一个仪器设备总值3000余万元、面积6000余平方米、由50多人组成的“山东省生物物理省级重点实验室”省级研究平台,并获批了“山东省生物物理重点学科”、德州市猪健康大数据及智能信息检测工程中心,成立了“中国生物物理学会德州国家生物产业基地协同创新中心”,聘请了由院士和长江学者等20多人组成的高水平兼职教授队伍,获得了“山东省黄大年式生物物理协同创新团队”,打造了交叉、创新、向上、发现、发明、转化、奉献、合作、共赢“十八字大交叉协同创新正能量文化”。打造了我省唯一的生物物理大交叉省级重点实验室平台。

王吉华教授热爱生物物理,从上世纪八十年代开始,他就参加国际国内生物物理学术交流,93年成为中国生物物理学会会员,2009年成为中国生物物理学会理事,至今连续三届被聘为中国生物物理学会理事,是山东省在全国唯一的中国生物物理学会理事,参加了一系列国际IUPA生物物理联合学术大会,并作报告。联合山东大学、中国石油大学、中国海洋大学、山东理工大学和山东师范大学等推动筹建山东生物物理学会,极大地推动了山东省生物物理多学科交叉的发展,凝聚了国内外高水平人才,为区域创新驱动和社会经济发展做出了重要贡献,为山东新旧动能转换提供源头创新,为汇聚国内外生物物理一流交叉人才和资源做出重要贡献。

科研促教学,爱岗敬业奉献,培育多学科交叉拔尖人才。

王吉华教授在潜心科研的同时,积极培养学生,为本科学生开设了《量子力学》,《量子力学专题》,《固体物理学》等难度大、要求高的本科生课程,为研究生开设了《生物物理》《生命科学前沿讲座》等课程,他开设的课程是最受欢迎的课程之一。他培养了一批考入名校的研究生,如陈宝仁等考取了北京大学研究生,赵连洁等考取清华大学研究生等,高峰成为美国大学研究员等等。作为专业负责人,申请到全国同类院校唯一一个“生物信息学”本科专业;他主持完成国家教育科学研究规划重点子课题1项,主持了省精品课程,负责省级教学团队、省特色专业和省实验教学示范中心建设,指导了20名研究生获得硕士学位,是省物联网工程重点培育专业群负责人,为该专业群争取省拨经费1000万元。获得全国高等师范院校曾宪梓奖、是山东省教学名师、教育部高等学校物理类专业教学指导委员会华东区委员和山东省本科教学委员会委员。他为培养多学科拔尖人才辛勤耕耘了三十八个春秋,桃李满天下。

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