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    机器学习与多组学分析研究团队(负责人:李宏)
    2024年09月27日 17:12   

团队负责人

李宏,理学博士,副教授,博士生导师。主持国家自然科学基金2项、海南省自然科学基金3项。目前主要从事病原菌致病和耐药机制的解析,以及微生物中关键生物活性肽的挖掘。以第一或通讯作者在Nucleic Acids Research、BMC Biology、Plant Journal等期刊发表SCI论文15篇。以第一发明人授权国家发明专利3项。主讲本科生《生物信息学》和研究生《基因组学与生物信息学》课程。2023年参加全国高校青年教师教学竞赛,获理科组三等奖。2024-2025年指导本科生参加全国大学生生命科学竞赛,获国家级一等奖、二等奖、三等奖各1项。担任Frontiers in Cellular and Infection Microbiology期刊客座主编,BMC Genomics、BMC Microbiology等期刊审稿人。

 

团队介绍

本团队致力于系统探究病原菌的起源、传播路径、致病机制,并着力挖掘具有治疗潜力的关键生物活性肽,为“健康海南”与“生态海南”建设提供坚实的科学依据与关键技术支撑。具体包括:基于全基因组测序技术,分析病原微生物的遗传特征,解析病原的起源、演化及传播,挖掘新型病原检测位点;基于宏组学测序技术和机器学习技术,及时预测具有人兽共患潜力的新发病原,建立病原的预警系统;开发机器学习模型,从全基因组水平挖掘病原菌的毒力因子和效应蛋白;综合应用转录组学、代谢组学、蛋白质组学等多组学技术和实验手段,以毒力因子和效应蛋白为主要研究对象,深入解析病原菌的致病机制;开发机器学习模型,从宏基因组数据中挖掘关键生物活性肽以预防和治疗慢性炎症性疾病。


团队成员

王天鹏(副研究员)


主要研究方向

1. 探究病原的起源、演化和传播

2. 解析病原菌的致病机制

3. 挖掘用于疾病治疗的生物活性肽

 

近期研究成果

1. Ma J, Jiang X, Bi H, Li J, Ma X, Chi X, Tang Y, Liu Z*, and Li H*. Horizontal acquisition of the Type I restriction-modification system enhances bacterial pathogenicity by mediating methylation of transcription factor-encoding genes. Nucleic Acids Research, 2025, 53(13): gkaf659.

2. Liu Y, Cao X, Li J, Li T, Li J, Ma X, Chi X, Tang Y, Liu Z*, and Li H*. Advancing virulence factor prediction using protein language models. BMC Biology, 2025, 10.1186/s12915-025-02374-w.

3. Lu Z, Li A, Sheng Q, Ma X, Tang Y, Li J, Chi X, Liu Z*, and Li H*. Time-series transcriptomic analysis of Nile tilapia reveals the crucial roles of long non-coding RNA and transcription factor in response to Aeromonas veronii infection. BMC Genomics, 2025, 10.1186/s12864-025-11930-1.

4. Wang T, Chen C, Wang Q, Huang W, Hou T, Li F, Lou G, Li N, Xiao L, Feng Y, Li J*, and Guo Y*. The first draft genome of Cryptosporidium serpentis reveals metabolic divergence from intestinal Cryptosporidium species. International Journal for Parasitology, 2025, 10.1016/j.ijpara.2025.07.003.

5. Zhao H, Ma J, Tang Y, Ma X, Li J, Li H*, and Liu Z*. Genome-wide DNA N6-methyladenosine in Aeromonas veronii and Helicobacter pylori. BMC Genomics, 2024, 25(1): 161.

6. Wang T, Zhang Z, Feng Y*, and Xiao L*. Analytic approaches in genomic epidemiological studies of parasitic protozoa. Transboundary and Emerging Diseases, 2024, 7679727.

7. Ma J, Zhao H, Mo S, Li J, Ma X, Tang Y, Li H*, and Liu Z*. Acquisition of Type I methyltransferase via horizontal gene transfer increases the drug resistance of Aeromonas veronii. Microbial Genomics, 2023, 9(9): 001107.

8. Guo X, Wang T*, Jiang L, Qi H, and Zhang Z*. PlaASDB: a comprehensive database of plant alternative splicing events in response to stress. BMC Plant Biology, 2023, 23, 225.

9. Wang T#, Guo Y#, Roellig D, Li N, Santín M, Lombard J, Kváč M, Naguib D, Zhang Z*, Feng Y*, and Xiao L*. Sympatric recombination in zoonotic Cryptosporidium leads to emergence of populations with modified host preference. Molecular Biology and Evolution, 2022, 39, msac150.

10. Li H, Ma X, Tang Y, Wang D, Zhang Z, and Liu Z.* Network-based analysis of virulence factors for uncovering Aeromonas veronii pathogenesis. BMC Microbiology, 2021, 21: 188.

11. Li H, Ma X, Tang Y, Yan C, Hu X, Huang X, Lin M, and Liu Z.* Integrated analysis reveals an association between the rhizosphere microbiome and root rot of arecanut palm. Pedosphere, 2021, 31(5): 725-735.

12. Li H, Jiang S, Li C, Liu L, Lin Z, He H, Deng XW, Zhang Z*, and Wang X*. The hybrid protein interactome contributes to rice heterosis as epistatic effects. Plant Journal, 2020, 102: 116-128.

13. Yang X, Yang S, Qi H, Wang T, Li H*, and Zhang Z*. PlaPPISite: a comprehensive resource for plant protein-protein interaction sites. BMC Plant Biology, 2020, 20: 61.

 

获批专利

1. 李宏,曹欣,刘柱,陈银华,马香,王丹,唐燕琼,高玉晓,胡新文。耐硼赖氨酸芽孢杆菌在抑制火龙果软腐病菌生长方面的应用。专利号:ZL202111280400.9,授权公告日:2023年02月03日。

2. 李宏,高玉晓,刘柱,马香,唐燕琼,晏承梁,雷军霞,林敏。一种耐硼赖氨酸芽孢杆菌作为底盘细胞制备的槟榔根腐病杀菌剂。专利号:ZL201910963026.9,授权公告日:2022年12月02日。

3. 李宏,徐一轲,刘柱,马香,唐燕琼,盛强龙,孙愉宸。一种维氏气单胞菌减毒菌株的构建方法、菌株及其应用。专利号:ZL201910841507.2,授权公告日:2021年09月21日。

 

主持科研项目

1. 李宏,整合多组学数据探究I型限制修饰系统的进化历史和调控毒力的分子机制,国家自然科学基金,2025/01-2028/12,32万元,32460244。

2. 李宏,基于多组学分析探索维氏气单胞菌毒力蛋白动态相互作用的分子机制,国家自然科学基金,2021/01-2024/12,35万元,32060153。

3. 李宏,DNA甲基化修饰介导I型限制修饰系统调控维氏气单胞菌毒力的机制,海南省自然科学基金,2025/03-2028/02,8万元,225MS009。

4. 李宏,耐硼赖氨酸芽孢杆菌对罗非鱼的促生作用及机制研究,海南省自然科学基金,2022/04-2025/03,10万元,322RC589。

5. 李宏,维氏气单胞菌毒力因子的挖掘及侵染宿主机制的分析,海南省自然科学基金,2019/03-2021/12,8万元,319QN161。

6. 王天鹏,高传播力微小隐孢子虫IIaA15G2R1亚型的产生机制,国家自然科学基金,2025/01-2027/12,30万元,32402919。

7. 王天鹏,微小隐孢子虫高分辨力分子溯源技术研发,中国博士后科学基金,18万元,2024T170289。

8. 王天鹏,基于全基因组测序对我国新近出现IIa亚型隐孢子虫的分子溯源,中国博士后科学基金,8万元,2023M731144。

 

代表性成果介绍

1. 病原菌关键蛋白的挖掘与作用机制

                  图1 毒力因子预测模型pLM4VF的开发

 

 

图2 毒力因子富集在两个生物网络模块中


 

图3 I型限制修饰系统的进化轨迹及调控毒力机制


 

2. 人兽共患寄生虫的群体遗传学

 

图4 人兽共患微小隐孢子虫的群体遗传结构

 

 

图5 人兽共患微小隐孢子虫受到的选择性清除事件

 

 

图6 寄生部位特异的不同隐孢子虫种的比较基因组学

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