刘晓冬
刘晓冬(LIU Xiaodong)
履历
2018-至今 北京航空航天大学医工交叉研究院生物医学工程高精尖中心 P.I. 研究员
生物与医学工程学院博士生导师教授
2010-2018 清华大学医学院生物医学工程系 P.I. 教授、生命学院兼任教授
2004-2010, 博士后，美国约翰霍普金斯大学生物医学工程系、神经科学系
1999-2004, 博士，美国凯斯西储大学生物医学工程系
1996-1999, 硕士，清华大学电机系生物医学工程专业
1990-1995, 学士，浙江大学科学仪器系生物医学工程与仪器专业
研究领域与方向
分子生物医学工程；离子通道；离子信号；电生理；荧光成像
离子通道作为“生命系统中的三极管”，通过调控离子时空动态等方式密切参与生命活动。本实验室主要关注离子通道及离子信号，尤其是钙离子通道（电压门控型CaV和瞬时受体电位型TRP）以及钙离子信号，深入理解 CaV1及TRPP门控-结构-信号（Structure-Gating-Signaling）间的机制关联。
践行“分子生物医学工程”这一重要学科发展方向和趋势，本实验室秉承(生物医学)工程的理念和方法致力于研究离子通道的阈下行为等重要过程，主要研究兴趣在于：利用生物-工程原理将生物元件、外源因子与兴奋性细胞膜相结合以重建离子通道复合体的功能及病生理。上述的生物原件包括通道亚基、调制因子、信号蛋白和电解质等；常用的外源因子为小分子化合物、材料/力场、光电器件和计算机/单元等。
离子通道能够感知跨膜电压、离子信号、机械力及电磁辐射等多种模态外源性激励，这些非凡能力令人称奇，然而离子通道又是怎样在亚分子、分子及细胞水平上传感、转换及编码这些激励的能量和信息呢？综合运用电生理、生化、分子生物学及光学成像，以及生物物理建模、工程设计及分析等多种方法，我们以发现离子通道与离子信号的新机制、新现象和重要病生理为己任，同时基于离子通道开拓生物工程创新和物质世界新认知。
当前的具体研究方向包括在分子和细胞水平上的信息处理：感觉信号及神经振荡；另一主要方向是兴奋性细胞的可塑性：兴奋-转录偶联及钙通道/钙信号。同时，基于这些研究的前沿突破，本实验室着力开发离子-通道相关的新工具、新方法和新仪器，催生新的发现，推动新的应用。
Our research has been in the field of ion channels and ionic signaling, mainly about calcium channels (voltage-gated calcium channels CaV and transient receptor potential channels TRP) and calcium signaling. Major interests are on in-depth gating mechanisms in relation with cell signaling (Structure-Gating-Signaling) for CaV1 and TRPP channels. We are particularly attracted by the amazing capabilities of the ion-channel system, curious about how exactly the stimuli (i.e., energy/information) are transduced or encoded at atomic (e.g., ions), molecular (e.g., proteins) and cellular (e.g., neurons) levels? The methodologies span from electrophysiology, optical imaging, molecular & structural biology to biophysical modeling and engineering design & analysis. We are also interested in developing de novo tools/methods based on our scientific discoveries.
学术荣誉与奖励
清华-杨森研究员奖2013
清华大学优秀博士论文指导教师 2018
国家自然科学基金（医学部面上2011、生命学部面上2013、化学部面上2017）
北京市自然科学基金（医学部面上2013、医学部重点2019）
代表性论文
1.Yang YX#, Liu N#, He Y#, Liu YX, Ge L, Zou LZ, Song S, Xiong W and Liu XD* (刘晓冬) (2018) Improved calcium sensor GCaMP-X overcomes the calcium channel perturbations induced by the calmodulin in GCaMP. Nature Communications DOI: 10.1038/s41467-018-03719-6 (获Faculty of 1000推介)
https://www.nature.com/articles/s41467-018-03719-6
2.Su Q#, Hu FZ#, Liu YX#, Ge XF, Mei CL, Yu SQ, Shen AW, Zhou Q, Yan CY, Lei JL, Zhang YQ∗, Liu XD* (刘晓冬) and Tingliang Wang∗ (2018) Cryo-EM structure of the polycystic kidney disease-like channel PKD2L1. Nature Communications DOI: 10.1038/s41467-018-03606-0
https://www.nature.com/articles/s41467-018-03606-0
3.Liu N#, Yang YX#, Ge L#, Liu M, Colecraft HM and Liu XD* (刘晓冬) (2017), Cooperative and acute inhibition by multiple C-terminal motifs of L-type Ca2+ channels, eLife, DOI: 10.7554/eLife.21989. PMID: 28059704
http://elifesciences.org/content/6/e21989
4.Ge L and Liu XD* (刘晓冬) (2016), Electrical resonance with voltage-gated ion Channels: perspectives from biophysical mechanisms and neural electrophysiology, Acta Pharmacologica Sinica 37: 67−74; DOI: 10.1038/aps.2015.140 PMID:26725736.
http://www.chinaphar.com/1671-4083/37/67.htm
5.Hu M, Liu Y, Wu J and Liu XD* (刘晓冬) (2015), Influx-operated Ca2+ entry via PKD2-L1/PKD1-L3 channels facilitates sensory responses to polymodal transient stimuli, Cell Reports 13(4): 798-811, DOI: 10.1016/j.celrep.2015.09.041. PMID: 26489466
https://www.cell.com/cell-reports/abstract/S2211-1247(15)01066-9
6.Liu XD(刘晓冬), Yang PS, Yang W, and Yue DT*. Enzyme-inhibitor-like tuning of Ca2+ channel connectivity with calmodulin. Nature2010 Feb 18; 463(7283) 968-72. DOI:10.1038/nature08766 PMID:20139964. (获Faculty of 1000推介)
https://www.nature.com/articles/nature08766
7.Liu XD (刘晓冬) and Kourennyi DE*. Effects of tetraethylammonium on Kx channels and simulated light response in rod photoreceptors. Ann Biomed Eng 2004 Oct; 32(10) 1428-42. PMID:15535060.
https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/19336950.2016.1207023
联系式
Email: liu-lab at buaa.edu.cn
实验室主页
https://openwetware.org/wiki/X-Lab
