个人简介

杨一帆，湖北武汉人，本科就读于北京大学元培学院，先后学习数学和生命科学。硕士和博士阶段就读于法国巴黎第五大学，师从François Taddei和Ariel B. Lindner，获得硕士和博士学位。2019年于以色列威兹曼研究所开展博士后研究，师从于系统生物学大师Uri Alon。于2025年1月加入西湖大学，担任特聘研究员，研究兴趣集中在生物衰老中的非线性动力学，统计物理和定量生物学。

研究方向

我们使用物理学风格的定量实验与建模相结合的方法，探索特定生物学问题中的系统原理，例如：

1. 生物的鲁棒性如何从易出错的组成部分中涌现出来？（组织稳态、细胞维护）

2. 个体的稳健性为何最终会随衰老而丧失？（动物衰老）

3. 种群如何在个体失效的情况下维持自身？（细胞复原、生命史演化）

（一）组织稳态与健康衰老

在多细胞水平上，我们关注组织如何在经历数十年的持续细胞更新后仍能保持鲁棒，以及这种鲁棒性为何随衰老而瓦解。我们利用损伤动力学的数学模型结合多组学数据，将分子层面的变化与器官层面的生理状态联系起来。核心应用之一是开发能够追踪生物学年龄并更准确预测健康状况的生物标志物和“组学时钟”。

除了能够预测健康轨迹的“时钟”和标志物，我们也致力于揭示其背后的生物机制和基本原理。为此，我们将结合可解释的、物理学风格的简约模型，与高灵活性和预测性强的机器学习模型相结合，从大型生物样本库和队列研究发掘与哺乳动物衰老相关的特异生物学过程。这些模型为识别治疗靶点、指导干预策略，以及设计延缓衰老、维持组织稳态的方案提供了理论框架。

（二）细胞损伤、维护与复原的定量生物学

在细胞水平上，我们研究单个细胞如何在面对压力和损伤时保持鲁棒。模式生物如线虫、酵母和细菌，因其快速的生命周期，使我们能够开展高通量、定量化的实验。通过时间分辨显微成像、微流控技术和自动化液体处理平台，我们能够实时测量细胞器损伤的累积过程，以及细胞应激反应和细胞周期检查点的运行机制。

我们的初步研究表明，尽管存在复杂性，细胞损伤动力学往往可以用低维随机模型来描述。这些模型揭示了不同损伤来源如何相互作用，从而产生普适性的衰退规律。通过实验与理论的结合，我们希望阐明为何生物系统鲁棒机制和工程系统鲁棒机制之间的异同，以及最终决定细胞维护极限的根本原理。

代表论文

1.Yang Y*, Mayo A, Levy T, Jarosz D, Alon U*.Compression of sickspan by interventions that steepen the survival curve. BioRxiv (2023 in revision forNat. Commun) doi:10.1101/2023.10.04.560871.

2.Yang Y*, Karin O, Mayo A, Song X, Chen P, Santos A, Lindner AB, Alon U*. Damage dynamics and the role of chance in the timing ofE. colicell death.Nat. Commun.14.1 (2023): 2209.

3.Yang Y*, Santos AL, Xu L, Lotton C, Taddei F, Lindner AB*. Temporal scaling of aging as an adaptive strategy of Escherichia coli.Science Advances(2019) May 29;5:eaaw2069S.

4.Yang Y, Song X, Lindner AB*.Time-lapse microscopy and image analysis of Escherichia coli cells in mother machines.Methods in Microbiology, (2016) Dec 1;43:49-68.

5.Izard J, Gomez Balderas CD, Ropers D, Lacour S, Song X,Yang Y, Lindner AB, Geiselmann J, de Jong H. A synthetic growth switch based on controlled expression of RNA polymerase.Mol. Syst. Biol.(2015) Nov 23;11(11):840.

联系方式

课题组网站: https://yifanlab.org/

现接受博士研究生，博士后和科研助理申请。欢迎有志于研究生物衰老原理的年轻学者加入我们。申请人请将一份Cover letter，简历（必选）和作品集（可选，包括论文，代码，科学图片等）发至以下邮箱：yangyifan@westlake.edu.cn