教育经历

2006年9月-2010年6月 浙江大学 生物科学 学士

2010年9月-2017年7月 中国科学院大学 神经生物学 博士

工作经历

中国科学院 神经科学研究所（后更名为脑科学与智能技术卓越创新中心） 助理研究员、研究生辅导员
中国科学院 脑科学与智能技术卓越创新中心（原神经科学研究所） 副研究员、HPC 平台负责人、研究生辅导员

主要研究方向

1. 【中国人群神经精神疾病候选基因致病机制和干预策略研究】
遗传因素是神经精神疾病的主要风险之一，国内外相关研究已取得一系列进展。我们计划开展基于临床病例的研究，通过构建诱导性多能干细胞（iPSCs）和小鼠模型， 使用一系列神经、细胞生物学手段，观察有害突变在干细胞诱导分化异常及小鼠发育和行为异常中所起的作用。特别是依托高性能计算经验，解决大数据存储瓶颈， 进行基因组、bulk/单细胞/空间转录组、bulk/单细胞/空间甲基化、临床影像数据的沉淀及协同分析。进一步地，使用定制化的碱基编辑器，对严重突变进行高效 安全的修复，以期望在早期神经发育已定型的情况下，通过恢复突触连接中的线粒体功能和神经可塑性，恢复神经发育特别是小鼠行为的异常表型，为此类干预策略的临床应用打下研究基础。
2. 【AI大语言模型辅助碱基编辑器开发】
NVIDIA首席执行官黄仁勋在2024年表示，科技的黄金赛道正从计算科学向生物学迁移，未来15年，“工程化的生命科学”将成为科技的核心驱动力。基于深度学习的蛋白质结构预测方法如 AlphaFold的快速发展，为碱基编辑器专业化设计提供了新的选择。大语言模型有望进一步提升我们对蛋白结构的认识。自然语言单词和氨基酸都受到上下文的影响：它们的含义取决于它们 周围的元素。自然语言中的句子也存在长距离依赖关系；蛋白质一级结构中遥远的氨基酸可在三级和四级结构中连接。在自然语言句子中添加、删除或更改单个字母可以改变其含义或使其变 得毫无意义，类似于单个突变导致破坏性致病效应。我们将依托复旦大学CFFF超能智算平台、医学科研数据中心、自建SD-WAN数据网络和自建PB级分布式存储，开展基于大语言模型辅助的碱基编辑器开发。

承担项目

国家自然科学基金青年项目

主要成就

1. 【孤独症谱系障碍大队列的遗传分析及干预】
我们对来自上海市精神卫生中心的千例孤独症核心家系样本进行全外显子测序（Whole Exome Sequencing, WES），提高了相关基因缺陷的检出率，报道了东亚人群特异性的孤独症候选基因， 并对基因组、单细胞转录组和脑影像数据库进行多模态协同分析，揭示出孤独症患者的基因缺陷会引起中央前回等特定脑区的功能异常（Neuroscience Bulletin, 封面文章, 2023）。相关 分析方法申请发明专利一项（202110185325.1）。
我们利用高通量测序和胚胎干细胞诱导分化等手段，鉴定并修复CHD7基因内含子区域的点突变，证明孤独症候选致病基因CHD7非编码区突变对神经元发育的影响（Neuroscience Bulletin, 2021）。
我们通过在MECP2TG模型小鼠海马CA1区域植入微型钙成像内窥镜，识别出和社交障碍表型高度相关的神经元类型，并通过CRISPR-Cas9技术在体敲除该类型神经元中的MECP2基因， 成功修复了MECP2TG小鼠的社交障碍（Science Bulletin, 2020）。
我们利用基因编辑和病毒注射等手段，在体修复小鼠携带的致病性Mef2c点突变，证明基因治疗手段有修复孤独症社交障碍的潜力（Li et al., Nature Neuroscience, 2024）。
2. 【基因编辑工具开发和优化】
我们通过高性能计算等方法，加速基因编辑工具的开发和优化：证明突变可使TadA同源物成为脱靶效应大幅降低的多能碱基编辑器（Nature Communications, 2023a）； 证明各类脱氨酶和CRISPR-Cas12f系统的结合可生产出更强大的多能碱基编辑器（Nature Communications, 2023b）；证明现存的CBEs碱基编辑器仍具有DNA断裂风险和基因毒性， 可结合nCas9内部融合策略进行优化并扩展活性窗口（Nucleic Acids Research, 2023）。
3. 【优化高性能计算，实现“干、湿”实验结合】
我们立足于对计算和存储架构进行优化，加速生物医学数据的高通量分析。我们曾帮助中科院自动化所合作者在两个月内完成了原计划半年的斑马鱼脑图谱图像处理任务。 我们在承担中科院神经所计算机群保障工作以来，HPC集群接受计算任务提交超过39万次，承接数据2.24 PB，CPU运行1,153万核时，NVIDIA A100 GPU运行18.5万卡时， 并承担了《Cell》文章《Single-cell spatial transcriptome reveals cell-type organization in the macaque cortex》、《Science》文章《Whole-brain spatial organization of hippocampal single-neuron projectomes》的计算保障工作。

代表论文

(1) Bo Yuan#; Shuqian Zhang#; Liting Song#; Jinlong Chen; Jixin Cao; Jiayi Qiu; Zilong Qiu; Jingqi Chen*; Xing-Ming Zhao*; Tian-Lin Cheng*; Engineering of cytosine base editors with genotoxicity minimization and editing scope diversification, Nucleic Acids Research, 2023, 51(20): e105.

(2) Bo Yuan#; Mengdi Wang#; Xinran Wu#; Peipei Cheng; Ran Zhang; Ran Zhang; Shunying Yu; Jie Zhang*; Yasong Du*; Xiaoqun Wang*; Zilong Qiu*; Identification of de novo mutations in the Chinese ASD cohort via whole-exome sequencing unveils brain regions implicated in autism, Neuroscience Bulletin, 2023, 39: 1469-1480.

(3) Shuqian Zhang#; Bo Yuan#; Jixin Cao; Jinlong Chen; Jiayi Qiu; Liting Song; Zilong Qiu; Xing-Ming Zhao; Jingqi Chen; Tian-Lin Cheng*; TadA orthologs enable both cytosine and adenine editing of base editors, Nature Communications, 2023, 14: 414.

(4) Shuqian Zhang#; Liting Song#; Bo Yuan#; Cheng Zhang#; Jixin Cao; Jinlong Chen; Jiayi Qiu; Yilin Tai; Jingqi Chen; Zilong Qiu*; Xing-Ming Zhao*; Tian-Lin Cheng*; TadA reprogramming to generate potent miniature base editors with high precision, Nature Communications, 2023, 14: 413.

(5) Ran Zhang#; Hui He#; Bo Yuan#; Ziyan Wu; Xiuzheng Wang; Yasong Du*; Yuejun Chen*; Zilong Qiu*; An Intronic Variant of CHD7 Identified in Autism Patients Interferes with Neuronal Differentiation and Development, Neuroscience Bulletin, 2021, 37(8), 1091-1106.

(6) Le Sun#; Ruiguo Chen#; Long Li#; Bo Yuan#; Kun Song; Na Pan; Tian-lin Cheng; Shiyang Chang; Kunzhang Lin; Xiaobin He; Qian Wu; Fuqiang Xu; Zilong Qiu*; Xiaoqun Wang*; Visualization and correction of social abnormalities-associated neural ensembles in adult MECP2 duplication mice, Science Bulletin, 2020, 65(14).

(7) Shuo Li#; Bo Yuan; Jixin Cao; Jingqi Chen; Jinlong Chen; Jiayi Qiu; Xing-Ming Zhao; Xiaolin Wang*; Zilong Qiu*; Tian-Lin Cheng*; Docking sites inside Cas9 for adenine base editing diversification and RNA off-target elimination, Nature Communications, 2020, 11: 5827.

(8) Tian-Lin Cheng#*; Shuo Li; Bo Yuan; Xiaolin Wang; Wenhao Zhou; Zilong Qiu*; Expanding C-T base editing toolkit with diversified cytidine deaminases, Nature Communications, 2019, 10: 3612.

(9) Zilong Qiu#*; Bo Yuan; Towards the Framework of Understanding Autism Spectrum Disorders, Neuroscience Bulletin, 2019, 35(6):1110–1112.

(10) Weike Li#; Shuqian Zhang#; Wanling Peng; Yuhan Shi; Bo Yuan; Yiting Yuan; Zhenyu Xue; Jincheng Wang; Wenjian Han; Zhifang Chen; Shifang Shan; Biqing Xue; Jinlong Chen; Cheng Zhang; Shujia Zhu; Yilin Tai; Tian-Lin Cheng*; Zilong Qiu*; Whole-brain in vivo base editing reverses autistic-like behaviors in mice, Nature Neuroscience, 2023, 27: 116-128.

(11) Nianwei Zhou#; Lu Tang; Yingying Jiang; Xuejie Li; Shifang Shan; Bo Yuan; Shengmei Qin; Cuizhen Pan; Xiaolin Wang; Xianhong Shu*; Zilong Qiu*; Junbo Ge*; Identification of CHMP4C as a new risk gene for inherited dilated cardiomyopathy, Journal of Genetics and Genomics, 2022, 49: 169-172.

(12) Bo Yuan#; Zilong Qiu; High-throughput sequencing data analysis method and device for autism, Invention Patent, 202110185325.1