刘晓冬 - 清华大学

个人简介

2010-至今研究员，清华大学医学院兼任教授，清华大学生命学院 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

离子通道因其重要地位而被称为“生命系统中的三极管”。在科学好奇心的驱使下，我致力于理解离子通道作为复杂大分子机器实现跨膜信号转导的基本工作原理；同时作为一名接受了生物医学工程系统训练的工程师，在日常的离子通道研究中，我也把工程原理运用于从理性设计到定量分析等各个方面。本实验室的研究领域为离子通道及其跨膜信号，基于合成电生理学的理念和方法致力于研究离子通道的阈下行为。我们的主要研究兴趣在于离子通道门控及信号：通过生物原理以及工程原理将生物原件、物理组份与兴奋性细胞膜相结合以重建离子通道的功能及病生理。上述的生物原件包括通道亚基、调制因子及信号蛋白；常用的物理工具为基于光电等形式的材料、设备和仪器。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？基于通道的核心原理，我们谋求基于离子通道跨膜信号的机制细节、病生理体现以及生物工程创新。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；另一主要方向是可塑性：兴奋-转录偶联及钙通道/钙信号。实验室常用的方法学涉及从电生理、生化、分子生物学及光学成像到生物物理建模、工程设计及分析等多个方面。当科学问题涉及到并且必要时，我们也有兴趣创立发展新的工具和方法。

近期论文

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1. Hu M, Liu Y, Wu J and Liu XD* (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 2. Chen P, Wu J, Zhao J, Wang P and Luo J, Yang W and Liu XD (2015), PKD2L1/PKD1L3 Channel complex with an alkali-activated mechanism and calcium-dependent Inactivation. European Biophysics Journal, 44(6):483-92 pmid: 26066678. 3. Ge L and Liu XD* (2016), Electrical resonance with voltage-gated ion Channels: perspectives from biophysical mechanisms and neural electrophysiology, ActaPharmacologicaSinica 37: 67−74; doi: 10.1038/aps.2015.140 pmid:26725736. 4. Zhang Y, Cao X, Xu, Y, Liu Q, Zhang Y, Luo J, Liu XD and Bai J (2012) Tomographic imaging of ratiometric fluorescence resonance energy transfer in scattering media, Applied Optics, Vol. 51 Issue 21, pp.5044-5050 pmid:22858943. 5. Liu X, Yang PS, Yang W, and Yue DT. Enzyme-inhibitor-like tuning of Ca(2+) channel connectivity with calmodulin. Nature 2010 Feb 18; 463(7283) 968-72. doi:10.1038/nature08766 pmid:20139964. 6. Liu XD 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. 7. Kourennyi DE, Liu XD, Hart J, Mahmud F, Baldridge WH, and Barnes S. Reciprocal modulation of calcium dynamics at rod and cone photoreceptor synapses by nitric oxide. J Neurophysiol 2004 Jul; 92(1) 477-83. doi:10.1152/jn.00606.2003 pmid:14985410. 8. Sun H, Liu X, Xiong Q, Shikano S, and Li M. Chronic inhibition of cardiac Kir2.1 and HERG potassium channels by celastrol with dual effects on both ion conductivity and protein trafficking. J BiolChem 2006 Mar 3; 281(9) 5877-84. doi:10.1074/jbc.M600072200 pmid:16407206. (Cover Story)