基本信息
张治华  男  博导  中国科学院北京基因组研究所(国家生物信息中心)
电子邮件: zhangzhihua@big.ac.cn
通信地址: 北京市朝阳区北辰西路一号院中科院北京基因组所
邮政编码: 1000101

研究领域

        张治华研究员的团队主要通过计算系统生物学的方法,结合最新的实验技术研究基因调控网络在疾病(肿瘤)和发育条件下的结构和功能。我们研究组目前正在三个具体的领域做如下的一些工作: 

        基因调控网络的微演化。我们关注在肿瘤的发生,肿瘤异质性形成和发展,肿瘤的转移等过程中,细胞基因调控网络的拓扑和网络动力学是如何在突变的作用下发生变化的,这些变化又是如何进一步影响肿瘤在体内的演化的。我们期望从网络动力学演化的角度,开发出新的计算方法鉴别在上述过程中起关键作用的遗传或者表观遗传学变异。 

        基因调控元件的远程相互作用。我们关注的问题包括: a)在这个复杂的相互作用网络中,如何预测一个特定的调控元件的特异性目标基因; b)如何通过这个调控网络的特征来预测基因的时空表达模式; c)如何理解染色质纤维在细胞核内的空间结构的形成以及它在基因调控网络功能之间的关系。 

        基因调控远程相互作用网络中的非编码RNA(ncRNA)。我们重点关注增强子关联的长非编码RNA, 它们的形成,调控和演化模式。我们期望开发新的计算方法去预测特定增强子的关联长非编码RNA表达和它的目标基因

招生信息

热忱欢迎对生物信息学,计算生物学研究饱含兴趣及热情的具有相关专业背景的同学们报考。
招生专业
0710J3-生物信息学
0710Z2-计算生物学
0710Z1-基因组学
招生方向
计算系统生物学
大数据与人工智能
三维基因组学

教育背景

2002-09--2006-05   中科院生物物理所   理学博士
学历
博士研究生
学位
理学博士

工作经历

   
工作简历
2011-10~现在, 中国科学院北京基因组研究所, 研究员
2010-03~2011-09,University of Texas at Dallas, 博士后
2009-03~2010-03,Cold Spring Harbor Laboratory, 博士后
2006-08~2009-03,Unversity of Michigan, Ann Arbor, 博士后
社会兼职
2019-05-01-今,中国人工智能学会(CAAI),生物信息学专业委员会, 常务委员
2019-04-01-今,中国工业与应用数学学会(CSIAM),数学生命科学专业委员会, 常务委员
2016-04-01-今,《生物化学与生物物理进展》第七届编委会编委, 编委
2011-12-31-今,Genomics, Proteomics & Bioinformatics 编委, 编委
-今,

教授课程

基因组学前沿和精准医学
基因组学概述
人群队列大数据研究基础与R实战
计算基因组学
遗传流行病学
表观基因组学
机器学习初步
生物信息学和计算生物学
Bioinformatics and Computational Biology

30学时 授课对象:研究生

进化生物学
4学时 授课对象:研究生

出版信息

   
发表论文
[1] Li, Xiao, Zeng, Guangjie, Li, Angsheng, Zhang, Zhihua. DeTOKI identifies and characterizes the dynamics of chromatin TAD-like domains in a single cell. GENOME BIOLOGY[J]. 2021, 22(1): http://dx.doi.org/10.1186/s13059-021-02435-7.
[2] Shengjun Tan, Huijing Ma, Jinbo Wang, Man Wang, Mengxia Wang, Haodong Yin, Yaqiong Zhang, Xinying Zhang, Jieyu Shen, Danyang Wang, Graham L Banes, Zhihua Zhang, Jianmin Wu, Xun Huang, Hua Chen, Siqin Ge, ChunLong Chen, Yong E Zhang. DNA transposons mediate duplications via transposition-independent and -dependent mechanisms in metazoans. NATURE COMMUNICATIONS[J]. 2021, 12(1): http://dx.doi.org/10.1038/s41467-021-24585-9.
[3] Zhang Zhihua. DeNOPA: decoding nucleosome positions sensitively with sparse ATAC-seq data. Briefings in Bioinformatics. 2021, [4] Liu, Junfeng, An, Ziyang, Luo, Jianjun, Li, Jing, Li, Feifei, Zhang, Zhihua. Episo: quantitative estimation of RNA 5-methylcytosine at isoform level by high-throughput sequencing of RNA treated with bisulfite. BIOINFORMATICS[J]. 2020, 36(7): 2033-2039, https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000536489400007.
[5] Li, Xiao, An, Ziyang, Zhang, Zhihua. Comparison of computational methods for 3D genome analysis at single-cell Hi-C level. METHODS[J]. 2020, 181: 52-61, http://dx.doi.org/10.1016/j.ymeth.2019.08.005.
[6] Li, Feifei, Wang, Danyang, Song, Ruigao, Cao, Chunwei, Zhang, Zhihua, Wang, Yu, Li, Xiaoli, Huang, Jiaojiao, Liu, Qiang, Hou, Naipeng, Xu, Bingxiang, Li, Xiao, Gao, Xiaomeng, Jia, Yan, Zhao, Jianguo, Wang, Yanfang. The asynchronous establishment of chromatin 3D architecture between in vitro fertilized and uniparental preimplantation pig embryos. GENOME BIOLOGY[J]. 2020, 21(1): http://dx.doi.org/10.1186/s13059-020-02095-z.
[7] Liu, Cong, Zhang, Yiqun, Li, Xiaoli, Jia, Yan, Li, Feifei, Li, Jing, Zhang, Zhihua. Evidence of constraint in the 3D genome for trans-splicing in human cells. SCIENCE CHINA-LIFE SCIENCES[J]. 2020, 63(9): 1380-1393, http://lib.cqvip.com/Qikan/Article/Detail?id=7102701597.
[8] 刘聪, 张治华. 基于Hi-C技术识别基因组结构变异及其在肿瘤研究中的应用. 中国科学:生命科学[J]. 2020, 50(5): 506-523, http://lib.cqvip.com/Qikan/Article/Detail?id=7102079721.
[9] 高晓萌, 张治华. 生物大分子“液–液相分离”调控染色质三维空间结构和功能. 遗传[J]. 2020, 42(1): 45-56, http://lib.cqvip.com/Qikan/Article/Detail?id=7100753728.
[10] Li, Feifei, An, Ziyang, Zhang, Zhihua. The Dynamic 3D Genome in Gametogenesis and Early Embryonic Development. CELLSnull. 2019, 8(8): https://doaj.org/article/b7f7409fb2294fd7a6b5541a7132e3fc.
[11] Angsheng Li, Xianchen Yin, Bingxiang Xu, Danyang Wang, Jimin Han, Yi Wei, Yun Deng, Ying Xiong, Zhihua Zhang. Decoding topologically associating domains with ultra-low resolution Hi-C data by graph structural entropy. NATURE COMMUNICATIONS[J]. 2018, 9(1): https://doaj.org/article/5ca2b8ab3deb42e8b08aa75f2f0174c2.
[12] Zhang Zhihua. Delta: a new Web-based 3D genome visualiza-tion and analysis platform. Bioinformatics. 2017, [13] Xu, Bingxiang, Ge, Hao, Zhang, Zhihua. An efficient and assumption-free method to approximate protein level distribution in the two-states gene expression model. JOURNAL OF THEORETICAL BIOLOGY[J]. 2017, 433: 1-7, http://dx.doi.org/10.1016/j.jtbi.2017.08.019.
[14] Zhang, Hui, Li, Feifei, Jia, Yan, Xu, Bingxiang, Zhang, Yiqun, Li, Xiaoli, Zhang, Zhihua. Characteristic arrangement of nucleosomes is predictive of chromatin interactions at kilobase resolution. NUCLEIC ACIDS RESEARCH[J]. 2017, 45(22): 12739-12751, https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000419064400018.
[15] Yun, Xiaoxiao, Xia, Lili, Tang, Bixia, Zhang, Hui, Li, Feifei, Zhang, Zhihua. 3CDB: a manually curated database of chromosome conformation capture data. DATABASE-THE JOURNAL OF BIOLOGICAL DATABASES AND CURATION[J]. 2016, 2016: https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000374096900001.
[16] Xu Bingxiang, Zhang Zhihua. Computational inference of physical spatial organization of eukaryotic genomes. Quantitative Biology[J]. 2016, 4(4): 302-309, [17] Sheng, Zhentao, Yu, Lijia, Zhang, Tianyi, Pei, Xun, Li, Xuan, Zhang, Zhihua, Du, Wei. ESCRT-0 complex modulates Rbf-mutant cell survival by regulating Rhomboid endosomal trafficking and EGFR signaling. JOURNAL OF CELL SCIENCE[J]. 2016, 129(10): 2075-2084, https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000376688500012.
[18] Fang, Rongxin, Wang, Chengqi, Skogerbo, Geir, Zhang, Zhihua. Functional diversity of CTCFs is encoded in their binding motifs. BMC GENOMICS[J]. 2015, 16(1): http://dx.doi.org/10.1186/s12864-015-1824-6.
[19] Zhang, Zhihua. The Evolution of Heterogeneities Altered by Mutational Robustness, Gene Expression Noise and Bottlenecks in Gene Regulatory Networks. PLOS ONE[J]. 2014, 9(12): https://doaj.org/article/92836ab1230f48b696bebd7526f36837.
[20] Wang Chengqi, Zhang Michael Q, Zhang Zhihua. Computational Identification of Active Enhancers in Model Organisms. Genomics, Proteomics & Bioinformatics[J]. 2013, 11(3): 142-150, http://dx.doi.org/10.1016/j.gpb.2013.04.002.
[21] Sun, Lei, Zhang, Zhihua, Bailey, Timothy L, Perkins, Andrew C, Tallack, Michael R, Xu, Zhao, Liu, Hui. Prediction of novel long non-coding RNAs based on RNA-Seq data of mouse Klf1 knockout study. BMC BIOINFORMATICS[J]. 2012, 13(1): 331-331, http://dx.doi.org/10.1186/1471-2105-13-331.
[22] Zhang, Zhihua, Ma, Xiaotu, Zhang, Michael Q. Bivalent-Like Chromatin Markers Are Predictive for Transcription Start Site Distribution in Human. PLOS ONE[J]. 2012, 7(6): https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000305892100009.
[23] Zhang, Zhihua, Zhang, Michael Q. Histone modification profiles are predictive for tissue/cell-type specific expression of both protein-coding and microRNA genes. BMC BIOINFORMATICS[J]. 2011, 12(1): https://doaj.org/article/2c635c11472649c38316f23bd48c9feb.
[24] Zhang, Zhihua, Qian, Wenfeng, Zhang, Jianzhi. Positive selection for elevated gene expression noise in yeast. MOLECULAR SYSTEMS BIOLOGY[J]. 2009, 5: 299-299, https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000275390100007.
[25] Zhang, Zhihua, Zhang, Jianzhi. A Big World Inside Small-World Networks. PLOS ONE[J]. 2009, 4(5): http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0005686.
[26] Zhang, Zhihua, Zhang, Jianzhi. Accuracy and application of the motif expression decomposition method in dissecting transcriptional regulation. NUCLEIC ACIDS RESEARCH[J]. 2008, 36(10): 3185-3193, https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000257183200003.
[27] 陈润生. Dynamic changes in subgraph preference profiles of crucial transcription factors. PLOS COMPUTATIONAL BIOLOGY[J]. 2006, 2(98): 383-391, https://doaj.org/article/4a4203f05bf1482bb7c7292b26dee8fe.
[28] Xue Bai, Feifei Li, Zhihua Zhang. A hypothetical model of trans-acting R-loops-mediated promoter-enhancer interactions by Alu elements. Journal of Genetics and Genomics. http://dx.doi.org/10.1016/j.jgg.2021.07.005.
[29] Bixia Tang, Xiaoxing Li, Guan Li, Dong Tian, Feifei Li, Zhihua Zhang. Exploring multiomics data in 3D genomic space using augmented reality based visualization platform Delta.AR. The Innovation. http://dx.doi.org/10.1016/j.xinn.2021.100149.

科研活动

( 1 ) 基于整合海量多“组学”数据的方法研究基因转录和剪接的协同作用, 主持, 国家级, 2013-01--2016-12
( 2 ) 长非编码RNA的系统识别与生物信息分析关键技术平台的研发, 主持, 国家级, 2014-01--2016-12
( 3 ) 肿瘤异质性的转录组与蛋白质组研究, 参与, 国家级, 2014-01--2018-12
( 4 ) 人才项目择优支持, 主持, 部委级, 2013-01--2015-12
( 5 ) 细胞分化过程中长非编码RNA介导的三维基因组遗传信息传递网络的解析, 主持, 国家级, 2016-01--2018-12
( 6 ) 一种精确捕获真核细胞群体的3D基因组构象及其系综分布的新技术和新算法, 主持, 国家级, 2017-01--2020-12
( 7 ) 基于结构信息论的高精度染色体结构域识别方法, 主持, 国家级, 2018-01--2018-12
( 8 ) 基于ATAC-seq高精度预测染色质相互作用的新方法和基于增强现实的3D基因组数据可视化, 主持, 国家级, 2019-01--2022-12
( 9 ) 中国健康长寿大人群多队列的系统研究, 参与, 国家级, 2018-12--2022-12
( 10 ) 新型RNA修饰的检测技术开发与功能研究, 参与, 国家级, 2020-01--2022-12
( 11 ) 整合单细胞影像精准筛选高成活率猪SCNT胚胎, 主持, 部委级, 2019-09--2022-09


参与会议
(1)Delta.AR: An augmented reality based 3D genome visualization and analysis platform   2019-05-21
(2)Characteristic arrangement of nucleosomes is predictive of chromatin interactions at kilobase resolution   冷泉港亚洲会议“系统生物学”   2016-10-11
(3)Characteristic arrangement of nucleosomes is predictive of chromatin interactions at kilobase resolution   全国生物信息学与系统生物学学术大会   2016-10-08
(4)Chimeric long intergentic noncoding RNAs are associated with 3D spatial structure of genome in mammalian cells   Yiqun Zhang, Jing Li, Xiaoli Li, Caiyun Yang, Yingli Sun, Zhihua Zhang   2015-09-18
(5)An efficient and assumption free method to approximate protein level distribution   第二届全国计算生物学与生物信息学学术会议   徐炳祥   2015-04-17
(6)Mutational robustness and gene expression noise in GRN alter the evolution of phenotypic heterogeneity in tumor therapies   2014分子生物与进化学会   张治华   2014-06-08
(7)The evolution of heterogeneities altered by mutational robustness, gene expression noise and bottlenecks in gene regulatory networks   华中系统生物学论坛   张治华   2014-04-04

合作情况

863课题“长非编码RNA的系统识别与鉴定关键技术研发”;
973课题“肿瘤异质性的转录组与蛋白质组研究”。
项目协作单位
研究组承担的863课题的参加单位有中国科学院生物物理研究所、中国科学院动物研究所、中国科学院计算技术研究所、中国人民解放军第二军医大学、北京大学、清华大学。
我组参与的973课题是与中国医学科学院肿瘤研究所进行合作研究的。

指导学生

已指导学生

张轶群  硕士研究生  071021-生物信息学  

俞丽佳  硕士研究生  071021-生物信息学  

云霄霄  硕士研究生  0710J3-生物信息学  

夏莉莉  硕士研究生  0710J3-生物信息学  

唐碧霞  博士研究生  0710J3-生物信息学  

张辉  博士研究生  0710J3-生物信息学  

刘聪  博士研究生  0710J3-生物信息学  

李小丽  博士研究生  0710J3-生物信息学  

徐炳祥  博士研究生  0710J3-生物信息学  

李笑  硕士研究生  0710J3-生物信息学  

安子扬  硕士研究生  085238-生物工程  

现指导学生

张潇  博士研究生  0710J3-生物信息学  

高晓萌  硕士研究生  0710Z1-基因组学  

王丹阳  博士研究生  0710J3-生物信息学  

李子健  硕士研究生  0710J3-生物信息学