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理论生物物理学家、美国国家科学院院士

华泰立华泰立

华泰立(Terence Hwa),男,出生于中国,理论生物物理学家,美国国家科学院院士,加利福尼亚大学圣迭戈分校物理学系及生物物理中心教授。华泰立于1986年从斯坦福大学毕业;1990年获得麻省理工学院物理学博士学位;1990年至1993年在哈佛大学物理系从事博士后研究工作;1994年至1995年担任石溪大学物理系助理教授;1995年至1999年担任加州大学圣地亚哥分校物理系副教授;1999年担任洛克菲勒大学物理与生物学研究中心客座教授;1999年至2018年担任加州大学圣地亚哥分校物理系教授;2002年至2007年担任清华大学高等研究中心客座教授;2009年至2018年担任加州大学圣地亚哥分校生物科学系教授;2014年至2015年担任苏黎世联邦理工学院理论研究所高级研究员;2014年担任加州大学圣地亚哥分校校长讲座教授;2018年担任加州大学圣地亚哥分校特聘教授;2020年当选为美国国家科学院院士。华泰立主要采用理论和实验相结合的方法来阐明生命系统的组织原理,以大肠杆菌为模式生物进行数量和系统生物学研究。

基本信息

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中文名:华泰立

外文名:Terence Hwa

国籍:美国

出生地:中国

毕业院校:麻省理工学院

职业:科研工作者

主要成就:2020年当选为美国国家科学院院士

性别:男

人物经历

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华泰立

华泰立出生于中国 ,在上海长大 ,高中时移民到美国 。

1986年6月,从斯坦福大学(Stanford University)毕业,获得物理、生物学和电气工程学士学位 。

1990年6月,从麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)毕业,获得物理学博士学位 。

1990年9月—1993年8月,在哈佛大学(Harvard University)物理系从事博士后(Post-doctoral Fellow)研究工作。

1993年9月—1994年8月,担任普林斯顿高等研究院(Institute for Advanced Study)长期会员 。

1994年8月—1995年6月,担任石溪大学(University of Stony Brook)物理系助理教授。

1995年7月—1999年6月,担任加州大学圣地亚哥分校物理系副教授。

1999年1月—1999年12月,担任洛克菲勒大学(Rockefeller University)物理与生物学研究中心客座教授。

1999年7月—2018年6月,担任加州大学圣地亚哥分校物理系教授。

2002年9月—2007年8月,担任清华大学高等研究中心客座教授 。

2008年11月—2013年12月,担任香港大学特聘客座教授(Distinguished Visiting Professor)。

2009年7月—2018年6月,担任加州大学圣地亚哥分校生物科学系教授。

2014年1月—2015年8月,担任苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)理论研究所高级研究员 。

2014年7月,担任加州大学圣地亚哥分校校长讲座教授(Presidential Chair Professor)。

2015年7月,担任加州大学圣地亚哥分校定量生物学研究生项目(Quantitative Biology Graduate Program)主任。

2018年7月,担任加州大学圣地亚哥分校特聘教授(Distinguished Professor) 。

2020年4月,当选为美国国家科学院院士 。

华泰立华泰立

主要成就

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科研成就

  • 科研综述

    华泰立开发了理论和实验方法来对生命系统进行定量,预测性理解。尤其研究了以细菌生理学的定量研究以及预测细菌行为和基因表达的生长控制理论的制定 。

    华泰立接受过统计物理学的培训,最初进入生物物理学研究基因组学,生物分子相互作用和组合基因调控。随后,他启动了一个生物学湿实验室,并开发了一种独特的定量方法来研究细菌生理学。在2010年代,他的实验室建立了许多细菌生长规律,并制定了蛋白质组学资分配原则。这一系列研究最终形成了细菌生长控制理论,定量预测了各种环境和遗传扰动的细菌行为和基因表达,阐明了微生物学中许多长期存在的奥秘。他的实验室继续扩展其生理学方法,以单独和联合表征细菌物种,以揭示控制微生物群落时空动态的基本原理,并将这些原理应用于合成生物学应用 。

  • 学术论著

    根据2023年10月加州大学圣地亚哥分校网站数据,华泰立先后在《自然(Nature)》《科学(Science)》等学术期刊上发表论文150多篇,代表论文如下 :

    Guessous, G., Patsalo, V., Balakrishnan, R., Çağlar, T., Williamson, J. R., & Hwa, T. (2023). Inherited chitinases enable sustained growth and rapid dispersal of bacteria from chitin particles . Nature Microbiology, 1-11.

    Mori, M., Cheng, C., Taylor, B. R., Okano, H., & Hwa, T. (2023). Functional Decomposition of Metabolism allows a system-level quantification of fluxes and protein allocation towards specific metabolic functions . Nature Communications, 14(1), 4161.

    Amarnath, K., Narla, A. V., Pontrelli, S., Dong, J., Reddan, J., Taylor, B. R., ... & Hwa, T. (2023). Stress-induced metabolic exchanges between complementary bacterial types underly a dynamic mechanism of inter-species stress resistance . Nature Communications, 14(1), 3165.

    Wu, C., Mori, M., Abele, M., Banaei-Esfahani, A., Zhang, Z., Okano, H., ... & Hwa, T. (2023). Enzyme expression kinetics by Escherichia coli during transition from rich to minimal media depends on proteome reserves . Nature Microbiology, 8(2), 347-359.

    Scott, M., & Hwa, T. (2023). Shaping bacterial gene expression by physiological and proteome allocation constraints . Nature Reviews Microbiology, 21(5), 327-342.

    Balakrishnan, R., Mori, M., Segota, I., Zhang, Z., Aebersold, R., Ludwig, C., & Hwa, T. (2022). Principles of gene regulation quantitatively connect DNA to RNA and proteins in bacteria . Science, 378(6624), eabk2066.

    Nguyen, T. T., Zakem, E. J., Ebrahimi, A., Schwartzman, J., Caglar, T., Amarnath, K., ... & Levine, N. M. (2022). Microbes contribute to setting the ocean carbon flux by altering the fate of sinking particulates . Nature communications, 13(1), 1657.

    Basan, M., Honda, T., Christodoulou, D., Hörl, M., Chang, Y. F., Leoncini, E., ... & Sauer, U. (2020). A universal trade-off between growth and lag in fluctuating environments . Nature, 584(7821), 470-474.

    Zheng, H., Bai, Y., Jiang, M., Tokuyasu, T. A., Huang, X., Zhong, F., ... & Liu, C. (2020). General quantitative relations linking cell growth and the cell cycle in Escherichia coli . Nature Microbiology, 5(8), 995-1001.

    Okano, H., Hermsen, R., Kochanowski, K., & Hwa, T. (2020). Regulation underlying hierarchical and simultaneous utilization of carbon substrates by flux sensors in Escherichia coli . Nature microbiology, 5(1), 206-215.

    Liu, W., Cremer, J., Li, D., Hwa, T., & Liu, C. (2019). An evolutionarily stable strategy to colonize spatially extended habitats . Nature, 575(7784), 664-668.

    Zhu, M., Mori, M., Hwa, T., & Dai, X. (2019). Disruption of transcription–translation coordination in Escherichia coli leads to premature transcriptional termination . Nature microbiology, 4(12), 2347-2356.

    Erickson, D. W., Schink, S. J., Patsalo, V., Williamson, J. R., Gerland, U., & Hwa, T. (2017). A global resource allocation strategy governs growth transition kinetics of Escherichia coli . Nature, 551(7678), 119-123.

    Mori, M., Schink, S., Erickson, D. W., Gerland, U., & Hwa, T. (2017). Quantifying the benefit of a proteome reserve in fluctuating environments . Nature communications, 8(1), 1225.

    Cremer, J., Arnoldini, M., & Hwa, T. (2017). Effect of water flow and chemical environment on microbiota growth and composition in the human colon . Proceedings of the National Academy of Sciences, 114(25), 6438-6443.

    Dai, X., Zhu, M., Warren, M., Balakrishnan, R., Patsalo, V., Okano, H., ... & Hwa, T. (2016). Reduction of translating ribosomes enables Escherichia coli to maintain elongation rates during slow growth . Nature microbiology, 2(2), 1-9.

    Basan, M., Hui, S., Okano, H., Zhang, Z., Shen, Y., Williamson, J. R., & Hwa, T. (2015). Overflow metabolism in Escherichia coli results from efficient proteome allocation . Nature, 528(7580), 99-104.

    You, C., Okano, H., Hui, S., Zhang, Z., Kim, M., Gunderson, C. W., ... & Hwa, T. (2013). Coordination of bacterial proteome with metabolism by cyclic AMP signalling . Nature, 500(7462), 301-306.

    Deris, J. B., Kim, M., Zhang, Z., Okano, H., Hermsen, R., Groisman, A., & Hwa, T. (2013). The innate growth bistability and fitness landscapes of antibiotic-resistant bacteria . Science, 342(6162), 1237435.

    Liu, C., Fu, X., Liu, L., Ren, X., Chau, C. K., Li, S., ... & Huang, J. D. (2011). Sequential establishment of stripe patterns in an expanding cell population . Science, 334(6053), 238-241.

    Scott, M., Gunderson, C. W., Mateescu, E. M., Zhang, Z., & Hwa, T. (2010). Interdependence of cell growth and gene expression: origins and consequences . Science, 330(6007), 1099-1102.

    Hwa, T. (1999). From vortices to genomics . Nature, 399(6731), 17-18.

  • 承担项目

    根据2023年10月加州大学圣地亚哥分校网站数据,华泰立先后获得美国国立卫生研究院等项目资助 。

    时间

    项目名称

    项目来源

    担任职务

    2004年4月—2007年9月

    细菌中的联合转录控制(Combinational Transcription Control in Bacteria)

    美国国立卫生研究院

    首席研究员(Principal Investigator)

    2007年5月—2012年4月

    sRNA介导的基因调控的定量表征和建模(Quantitative Characterization &Modeling of sRNA-Mediated Gene Regulation)

    美国国立卫生研究院

    首席研究员

    2011年2月—2024年2月

    细菌生长生理学的定量研究(Quantitative Studies of Bacterial Growth Physiology)

    美国国立卫生研究院

    首席研究员

    2014年2月—2023年7月

    肠道细菌代谢开关的定量研究(Quantitative Studies of Metabolic Switches in enteric bacteria)

    美国国立卫生研究院

    首席研究员

    2018年7月—2023年6月

    定量整合生物学培训计划(Training Program in Quantitative Integrative Biology)

    美国国立卫生研究院

    首席研究员

    参考资料来源:

    人才培养

  • 指导学生

    根据2023年10月加州大学圣地亚哥分校网站数据,华泰立先后指导研究生、博士后60多名,具体信息如下 :

    时间

    姓名

    类型

    1995年—1996年

    Jan Kierfeld

    交换物理博士生(exchange Physics Ph.D. student)

    1995年—1997年

    Dinko Cule

    博士后(post-doc)

    1997年—2001年

    Ralf Bundschuh

    博士后

    1998年—2001年

    David J. Moroz

    博士后

    1998年—2003年

    Rolf Olsen

    物理博士生(Physics Ph.D. student)

    1999年—2001年

    Roman Sasik

    博士后

    2000年—2003年

    Ulrich Gerland

    博士后

    2001年—2003年

    Peter Arndt

    博士后

    2001年—2003年

    Nicolas Buchler

    博士后

    2001年—2004年

    Weiqun Peng

    博士后

    2003年—2006年

    Shumo Liu

    specialist

    2003年—2007年

    Tom Kuhlman

    物理博士生

    2004年—2006年

    Robert White

    博士后

    2004年—2006年

    Robert Yee

    生物学本科生(undergrad biology)

    2004年—2007年

    Sabrina Li

    物理硕士生(PPhysics MS student)

    2005年—2007年

    Christina Wakimoto

    生物学本科生

    2005年—2007年

    Eddy Mateescu

    博士后

    2005年—2007年

    Jian Liu

    博士后

    2005年—2007年

    Robert Yee

    生物学本科生

    2005年—2009年

    Erel Levine

    博士后

    2006年—2007年

    Albert Tsai

    生物物理学本科生(undergrad biophysics)

    2006年—2008年

    Matt Scott

    博士后

    2006年—2009年

    Stefan Klumpp

    博士后

    2007年—2008年

    Carmen Situ

    生物化学本科生(undergrad biochem)

    2007年—2009年

    Peter McHale

    博士后

    2007年—2009年

    Alex Beath

    博士后

    2007年—2013年

    Barrett Deris

    物理博士生

    2007年—2014年

    Tony Hui

    物理博士生

    2008年—2010年

    Carl Gunderson

    博士后

    2008年—2010年

    Emily Wu

    生物学本科生

    2008年—2012年

    Minsu Kim

    博士后

    2008年—2013年

    Conghui You

    博士后

    2008年—2014年

    David Erickson

    物理博士生

    2009年—2012年

    Rutger Hermsen

    博士后

    2010年—2011年

    John Paredes

    生物学本科生

    2010年—2012年

    Faruck Morcos

    博士后

    2010年—2013年

    Markus Basan

    博士后

    2010年—2015年

    Mya Warren

    博士后

    2011年—2012年

    Sophia Lin

    生物学本科生

    2012年—2014年

    Susan Lee

    生物学本科生

    2012年—2014年

    Kevin Huang

    生物学本科生

    2012年—2018年

    Jonas Cremer

    博士后

    2012年—2018年

    Tomoya Honda

    生物博士生(BIO Ph.D. student)

    2013年—2015年

    Manlu Zhu

    交换生物博士生(exchange BIO Ph.D. student)

    2013年—2015年

    Xiongfeng Dai

    交换生物博士生

    2014年—2015年

    David Erickson

    博士后

    2014年—2015年

    Marta Cruz-Cisneros

    生物学本科生

    2014年—2015年

    Candy Zeng

    生物学本科生

    2014年—2016年

    Markus Arnoldini

    博士后

    2014年—2016年

    Igor Segota

    博士后

    2015年—2017年

    Samira Yeganegi

    海洋生物学本科生(undergrad marine biology)

    2015年—2017年

    Kayla Chun

    物理学与生物学本科生(undergrad physics and biology)

    2015年—2022年

    Chenhao Wu

    物理博士生

    2016年—2018年

    Ying Tang

    交换物理博士生

    2016年—2018年

    Sundus Mohamed

    实验室助理(lab assistant)

    2017年—2018年

    Min Zhang

    生物学本科生

    2017年—2018年

    Robin Fong

    生物学本科生

    2017年—2020年

    Jessica Han

    人类学本科生(Undergrad Anthropology)

    2017年—2021年

    Tolga Caglar

    博士后

    2017年—2022年

    Kapil Amarnath

    博士后

    2018年— 2019年

    Chuankai Cheng

    实习生(intern)

    2018年—2021年

    Janine Fong

    生物化学本科生(undergrad biochemistry)

    2018年—2021年

    Nicholas Reed

    分子生物学本科生(Undergrad Molecular Biology)

    2020年—2022年

    Kinshuk Sahu

    生物工程硕士生(Bioengr Masters student)

    2021年—2022年

    Yonghan Wu

    材料科学硕士生(Material Science Masters student)

    2021年—2022年

    Nathan Braniff

    博士后

    参考资料来源:

    荣誉表彰

    时间

    荣誉表彰

    授予单位

    1986年

    勒罗伊·阿普克奖(LeRoy Apker Award)

    美国物理学会(American Physical Society)

    1993年

    杰出青年研究员奖(Outstanding Young Researcher Award)

    海外华人物理学会(Overseas Chinese Physics Assoc.)

    1994年—1999年

    研究奖学金(Research Fellowship)

    斯隆基金会( Alfred P. Sloan Foundation)

    1995年—1998年

    青年研究员奖(Young Investigator Award)

    海军研究办公室(Office of Naval Research)

    1997年

    贝克曼青年研究员奖(Beckman Young Investigator Award)

    贝克曼基金会(Beckman Foundation)

    1999年

    古根海姆奖学金(Guggenheim Fellowship)

    2000年

    巴勒斯—惠康功能基因组学创新奖(Burroughs-Wellcome’s Innovation Award in Functional Genomics)

    2008年

    美国物理学会会士(Fellow)

    美国物理学会(American Physical Society)

    2012年

    美国微生物学会会士(Fellow)

    美国微生物学会(American Academy of Microbiology)

    2020年4月27日

    美国国家科学院院士(Member)

    美国国家科学院(National Academy of Sciences)

    2022年

    马克斯·德尔布鲁克生物物理学奖(Max Delbruck Prize in Biological Physics)

    美国物理学会(American Physical Society)

    参考资料来源:

  • 社会任职

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    时间

    荣誉表彰

    2001年

    圣巴巴拉卡夫利理论物理研究所(Kavali Institute of Theoretical Physics)“统计物理和生物信息”项目组织者

    2003年—2006年

    圣巴巴拉卡瓦利理论物理研究所指导委员会成员

    2004年—2010年

    《物理生物学(Physical Biology)》主编

    2005年—2011年

    中国科学院卡弗里理论物理研究所国际咨询委员会委员

    2011年

    生态赛指导委员会成员

    2014年

    《分子系统生物学(Molecular Systems Biology)》编委

    参考资料来源:

    人物评价

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    华泰立是跨学科研究的倡导者(Hwa is a champion of interdisciplinary research) 。(美国物理学会评)

    华泰立在本科生期间在物理学方面取得了杰出成就(for outstanding achievements in Physics by undergrads) 。(物理职业资源网评)

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