劉小樂

1994 年轉學到美國史密斯女子學院 (Smith College) 雙修生物化學和計算機科學, 三年後以最高拉丁榮譽畢業 (Summa Cum Laude, 授予全校積分最高的 1% 的畢業生)。2002 年於斯坦福大學取得生物醫學信息學博士和計算機科學輔修博士學位後, 被直接聘為哈佛大學終身制助理教授。

研究領域

劉小樂的工作側重於基因調控機制的生物信息和計算生物學研究。她的科研組通過整合全基因組 ChIP-chip/Seq, 核小體定位, 組蛋白修飾, 基因表達譜, 基因組序列等數據, 構建轉錄與表觀遺傳調控的計算和統計模型。她的主要科學成就可以歸納成為四個方面：

首先，她開發了一些被廣泛應用和引用的算法尋找轉錄因子基序 (transcription factor motif discovery)。這些算法, 比如BioProspector, MDscan, Motif Regressor, CompareProspector, AdaBoost (引用加全超過 1,400 次), 成為以後出版 motif discovery 的算法發現改善的標杆。

其次，她是ChIP-chip/seq數據分析的先驅。她和同事們發表了ChIP-chip領域內的第三篇文獻 (Lieb et al, Nat Genet 2001, 引用441次), 和歷史上第一個人類全基因組增強子的功能 (Carroll et al, Nat Genet 2006, 引用374次)。她開發出十分受歡迎的ChIP-chip (MAT 和 MA2C, 有 22 篇發表在 Nature/ Science/ Cell 系列上的論文使用了劉小樂組開發的 MAT 算法來分析 ChIP-chip 數據)與ChIP-seq分析算法(MACS, 超過 1,600 個註冊用户), 以及下游的分析流水線(CEAS, 引用40次)。她組裏正在研發一套 ChIP-chip/seq 系統研究的計算平台。

她第三方面的成就在於表觀遺傳調控。她與同事們發表了第一個高通量人類核小體分佈圖譜 (Oszolak et al, Nat Biotech 2007, 引用126次), 比較核小體本質性定位與活體定位的不同(Zhang et al, Nat Struct Mol Biol 2009, 引用32次), 發現H3K36me3在基因組的定位特性(Kolasinska-Zwierz et al, Nat Genet 2009, 引用47次)。 最近, 他們又發現斑馬魚胚胎幹細胞中組蛋白修飾起始特性 (Vastenhouw et al, Nat 2010), 並運用組蛋白修飾動態變化揭示基因轉錄調控機理 (He et al, Nat Genet 2010)。

最後，她在對癌症以及代謝疾病的核受體調控的認識中做出了重要貢獻。通過全基因組ChIP-chip / seq 數據分析，她和同事們發現了乳腺癌中的雌激素受體（ER, Carroll et al, Cell 2005; Carroll et al, Nat Genet 2006, 共同通訊作者），前列腺癌中的雄激素受體（AR, Wang et al, Cell 2009, 共同通訊作者），乳腺癌與前列腺癌中ER和AR的協同作用轉錄因子與染色質異構子 (FoxA1, Lupien et al, Cell 2008)，糖尿病中氧化物酶體增殖物激活受體 (PPAR，Lefterova et al, Genes Dev 2008) 等的重要的轉錄與表觀調控機制。

劉小樂發表了 70 篇文獻 (26 篇是(共同)第一或通訊作者), 包括 19 篇在 Nature/Cell 系列中 (其中 7 篇是(共同)第一或通訊作者)。根據 Google Scholar 統計她的 H-index 為 28，就是説她有 28 篇論文被引用超過 28 次。 她做過 26 場國際會議特邀學術報告, 在世界各地的大學與研究機構舉行過 50 次講座和研討會。她擔任 19 家期刊 (包括 Nature, Nature Genetics, Nature Review Genetics, 和Nature Biotechnology) 和 3 個國際會議的審稿人, 並且先後擔任 Genomics, Annals of Applied Statistics, Biostatistics, 和 BMC Bioinformatics 的編委。她還參與了 9 個美國國內或國際科學會議的組織和程序委員會。

劉小樂非常關心教書育人。在最近 5 年裏, 她在不同的學術機構教授了 8 門不同的課程和講習班, 包括在哈佛大學的 3 門課程。她在哈佛的研究小組的學生、程序員、分析師、博士後、研究員來自不同背景(物理，生物物理，化學工程、電氣工程、生物、生物信息、計算機、經濟學等) 。她不僅僅是實驗室成員科學研究方面的導師，還關注他們的事業發展前途。她組裏的博士畢業生和博士後大都在優秀高校終身制任教 (加州大學舊金山分校, 貝勒醫學院, 亞利桑那大學, 楊百翰大學等)。

劉小樂 2002 年成為高等教育年鑑 (The Chronicle of Higher Education) 的封面人物, 獲得了Bioinformatics Whiz 和 rising star 的美譽。她 2005 年獲得 Claudia Adams Barr 創新基礎癌症研究獎, 2006 年獲得國防部前列腺癌研究計劃新人獎, 2008 年獲得 Sloan 基金會研究獎金。她擔任三項美國衞生部 (NIH) 資金和一項國防部資金的 PI (Principle Investigator), 以及六項 NIH 資金的骨幹 (Co-Investigator)。她還擔任美國衞生部, 自然科學基金, 和國防部醫學研究計劃的評審團委員。

生物醫學研究的未來不僅依賴於可以設計出優秀實驗併產生高質量數據的實驗生物學家，還要依賴於會對產生的數據進行有效分析挖掘的計算生物學家。公共域的基因組數據比任何一個實驗室能產生的數據都多，而且有更多的知識含量。配備了廣泛的生物學知識、充足的數據挖掘及算法開發技能，計算生物學家能夠有效地利用公共數據，從更多的相關數據中更快地找到規律, 設計出更好的生物學實驗，為生物醫學的新發現做出重要貢獻。 隨着高通量測序技術的不斷提高, 數據生成將會象超市購物一樣容易和充足，而且基礎科學 (用模式生物和細胞株) 研究、轉化醫學 (用正常和得病人的組織器官) 研究、和臨牀 (直接接觸病人) 研究之間的距離將會縮短。在 5 年之內, 用不到 $100 在一小時內測序一個人體基因組將會成為現實。生物醫學研究者的方向、模式和所提出的問題將會完全不同。 每個生物醫學研究工作者都應該問自己：我怎樣為這一天做好準備？劉小樂期待着與有志向、有天分的同學們一起探索生物醫學的奧妙。

1. Liu XS, Brutlag DL, Liu JS (2002). An algorithm for finding protein-DNA binding sites with applications to chromatin immunoprecipitation microarray experiments. Nat Biotechnol. 20(8):835-9.

2. Johnson WE#, Li W#, Meyer CA#, et al, Liu XS (2006). MAT: Model-based Analysis of Tiling-arrays for ChIP-chip. Proc Natl Acad Sci U S A. 103(33): 12457-62.

3. Carroll JS, et al, Liu XS*, Brown M* (2006). Genome wide analysis of estrogen receptor binding sites. Nat Genet. 38(11):1289-97.

4. Ozsolak F#, Song JS#, Liu XS*, Fisher DE* (2007). Global chromatin structure mapping of human promoters. Nat Biotechnol. 25(2):244-8.

5. Johnson DS#, Li W#, et al., Struhl K*, Myers RM*, Lieb JD*, Liu XS* (2008). Systematic evaluation of variability in ChIP-chip experiments using predefined DNA targets. Genome Res. 18(3):393-403.

6. Zhang Y#, Liu T#, et al, Li W*, Liu XS* (2008). Model-based analysis of ChIP-Seq (MACS). Genome Biol. 9(9):R137.

7. Wang Q#, Li W#, et al, Liu XS*, Brown M* (2009). Androgen receptor regulates a distinct transcription program in androgen-independent prostate cancer. Cell. 138(2):245-56.

8. Vastenhouw N#, Zhang Y#, et al, Liu XS*, Rinn J*, Schier A* (2010). Chromatin signature of embryonic pluripotency is established during zygotic genome activation in zebrafish. Nature. 464(7290):922-6.

9. He HH#, Meyer CA#, et al, Brown M*, Liu XS* (2010). Nucleosome dynamics defines transcriptional enhancers. Nat Genet, 42(4):343-7.

10. Ji H* & Liu XS*. Analyzing ‘omics data using hierarchical models (2010). Nat Biotech. 28(4):337-40