北京大学定量生物学中心（Center for Quantitative Biology at Peking University，原北京大学理论生物学中心）是在李政道先生提议下、在北京大学有关领导的倡导和大力支持下组建的，目的是利用北京大学的多学科优势，集中数学、物理、化学、力学、生物及计算机科学的研究力量，从实验与理论两个方向开展关于生物学交叉的理论生物学与系统生物学研究工作。

二十一世纪科学技术进步的主要动力及标志之一是生命科学与工程和物质科学广泛与深入的交叉融合。传统学科的分割局面无法适应新型的交叉需求。为在这次科技革命中占得先机，从而在国际竞争中抢占制高点，北京大学经过细致的研究论证和全面的规划部署，在原理论生物学中心（2001年成立）基础上发展建立了定量生物学中心（2011年底成立，简称“中心”），致力于推动生命科学向定量学科发展。中心的建设目标是成为在理论/系统/合成生物学领域具有世界领先水平的研究中心，带动生命科学的发展。近期建设目标为在5年内建成世界的系统和定量生物学科研教学中心，促进北京大学生命科学与其它学科的交叉融合，推动国内外学术交流，培养新一代的具有跨学科背景和突出创新能力的本科生和研究生。中心经过两年的建设已形成了一支由中青年科学家组成的高水准的定量生物学研究团队，建立建全了高效的科研管理体制，逐步完善了跨学科研究生的培养机制，取得了一批重要的创新性成果。利用所建立的高通量系统生物学实验平台和计算生物学平台，与校内外生物学家开展了卓有成效的合作研究，为生命科学的定量化研究作出了贡献。

北京大学定量生物学中心成员为北京大学最早意识到学科交叉与融合对生命科学发展作用科学研究人员的杰出代表。他们在本研究领域都做出过突出成绩，并将主要研究兴趣都逐步转向与生命科学交叉的研究方向。中心汇聚了北京大学来自于不同学科但都对于生命科学具有浓厚兴趣的学者，形成了一支交叉生命科学的研究团队。中心的研究团队于2007年获得了国家自然科学基金委员会首个交叉学科创新群体项目支持，并在第一期项目结束时获得了优秀的成果，于2010年得到滚动支持。该中心从2008年开始获得北京市重点交叉学科项目的连续支持。

定量生物学中心自成立以来，在团队建设方面加大了人才引进力度，进一步汇集研究力量，开展协同合作研究。中心加大了人才引进力度，通过邀请访问、实地拜访、组织学术会议、学术期刊刊登广告等措施吸青年学者和著名科学家全职回国工作，对于短时间内暂时无法全职回国的著名学者通过开展合作研究和共同培养研究生的方式发挥他们的作用。同时利用跨学科研究的优势，继续从校内相关单位招募对于生命科学跨学科研究兴趣浓厚学者。继汤超博士于2011年9月从美国加州大学旧金山分校全职回国并担任中心主任以来，中心新从美国引进2名PI，从生科院新吸收进1名PI。目前有若干名中青年科学家正在洽谈中，2名PI已通过联合中心面试，预计于2014年全职回国工作。目前中心的研究团队包括中国科学院院士1人，讲席教授1人，教授5人，研究员4人，副教授4人，博士研究生50余人。中心成员分布于物理学院、化学学院、生命学院、数学学院、工学院、麦有力地推动了生命科学交叉科学研究。

为了发挥团队在计算系统生物学和定量生物学实验方面的优势，为实验生物学家提供方便的合作机会或培训/服务，中心筹备建设了微流和高通量实验平台以及计算生物学与药物设计平台，目前这两个平台的一期建设已经完成并开始正常工作。利用所建设的公共平台已经并正在与校内多个实验室开展合作研究或提供服务，例如与分子医学所的肖瑞平教授实验室合作开展了MG53的抑制剂设计研究，完成了抑制剂的计算筛选，并在实验中发现了活性化合物，为以MG53为靶标的药物发现占得了先机。这些自我整合和共享平台建设对于北京大学交叉生命科学研究发展的促进作用已经开始显现，为在更大程度突破学科界限方面取得成效奠定了基础。所建设的两个公共平台也在研究生培养中发挥了重要作用，以平台为支撑为中心研究生开设了《定量生物学实验基础》和《计算与系统生物学基础》两门实验课程，使得一年级的研究生接触并初步掌握了开展前沿系统生物学研究所需要的最新实验与计算手段。

近两年来，中心在生命科学交叉研究领域取得了系列重要成果，在生物网络的结构、动力学与功能关系、基于生物网络的药物设计等方面取得了突出进展。2012-2013年期间中心成员承担各类科研项目27项，重大科技专项4项，973课题负责人5项，863项目负责人3项，国家自然科学基金项目12项，北京市课题项目2项。经费共计3856余万元。在此期间中心发表SCI论文86篇，包括Cell 2篇（包括封面文章1篇），Science 1篇，PLoS Biology 1篇，Molecular Cell 2篇，PNAS 1篇； Angew Chem 1篇，Physical Review Letters 2篇等。

定量生物学中心重视创建国际化的学术文化及学术环境，利用自身优势积极开展与国际大学、研究机构高水平知名学者的合作交流，及时把握国际上定量生物学研究领域的重要进展和最新动态，为开展广泛实质的国际合作奠定了坚实的基础。自2001年到现在，每年单独或者联合国际上领域内顶尖学术机构（加州大学定量生物医学中心、法国交叉学科研究中心、日本京都大学iCeMS研究所等）围绕系统与定量生物学主旨，定期召开不同专题的国际学术研讨交流会和暑期培训班。比如： 2011年举办了“系统生物学：过去、现在和将来”的研讨会；2012年携同医学部系统生物学中心与多伦多大学系统生物学中心共同举办了双边系统生物学研讨会，并在系统和定量生物学领域展开了全方位的深入了解和积极交流；2013年10月主办了“微流与定量生物学”研讨会，对定量生物学中的研究技术手段特别是微流控技术及其在重要生物学问题研究中的应用进行全面探讨。中心每年邀请多位国内外知名专家进行访问、举办讲座及合作研究。2012-2013年期间共邀请了41位专家进行学术交流。

另一方面，中心非常重视内部学术交流与合作。除了每两周一次的中心教师午餐交流会、每周一次的研究生周五系统生物学学术沙龙以及各种小组专题讨论，中心每年夏季举办一次全体人员参加的学术年会，交流总结当年科研进展和经验，并就未来工作进行展望和探讨。会议的形式为：中心年度总结工作报告、特邀学术报告、课题组科研进展汇报、学生科研工作墙报展讲竞赛、研究生奖学金评选颁奖等。外请学术报告每年由高年级研究生围绕感兴趣的主题自主邀请相关专家。2012年邀请到生命科学学院饶毅教授、孔道春教授、蒋争凡教授和分子医学所肖瑞平教授做特邀报告并召开了热烈的讨论，并在此基础上形成了一些合作研究课题；研究生及博士后工作进展口头展讲报告40余个（每人做5分钟报告+墙报展讲），并评选出优秀墙报一、二、三等奖。2013年邀请到生物动态光学成像中心黄岩谊研究员、白凡副研究员和新入职定量生物学中心/生命中心的罗冬根研究员、魏平研究员做报告，研究生及博士后工作进展口头展讲报告40余个（每人做5分钟报告+墙报展讲），并评选出优秀墙报一、二、三等奖。

为促进研究生之间的学术交流，每周五下午3点由研究生主办系统生物学“学术沙龙”。沙龙由所有年级研究生轮流主持并确定演讲主题和研究生主讲人，学生自愿参加。

中心在跨学科研究生培养体系建设方面开展了大量工作，通过不断探索与积累经验，已基本建成了较为完善的生命科学跨学科研究生培养体系，同时也为本科生的培养提供了优秀的创新研究基地。所培养的博士毕业生中大部份到顶尖研究单位继续从事博士后研究，其中一些优秀者已获得相应教职，一些毕业生完成博士后研究后陆续获得资助回国工作。这些青年学者将成为我国交叉生命科学发展的重要力量。

在学校单列的交叉学科研究生培养计划的支持下，中心创立寓教于研的拔尖创新人才培养模式，吸引和培养优秀研究生，酝酿与出台针对不同阶段创新性人才的培养和激励方案以及课程改革，建立招生与培养的新机制。在招生环节提倡学科交叉，鼓励非生物专业、有志于生命科学研究者报名申请，择优选拔。研究生入校后的第一年需要在三个实验室进行实质性的轮转研究，并且严格规定三期轮转的研究课题必须包括理论计算与实验研究两方面的内容。学生与导师进行双向选择，并建立跨学科的研究生指导小组。针对研究生的不同学科背景，中心还专门研究制订了具有定量学科特色的培养方案和课程设置（面向全校开放）。先后开设了《理论与系统生物学》、《系统生物学选讲》、《生物学的物理化学基础》、《生物医学应用数学》、《定量生物学实验》、《理论与系统生物学计算》等课程，从而使生物和非生物背景学生都能获得针对性的、规范化课程训练和实践操作。

为了培养研究生的创新性思维，中心定期开办系统生物学暑期学校和头脑风暴。中心的头脑风暴训练教学具有独特优势。以充分发挥学生的科学想象力，以学生为中心，以学生自己教育自己方式启发创新思维，提高创新能力。以解决具体科学问题为目标，让学生自己提出要解决的问题，根据提出的问题启发学生充分讨论，并在讨论的基础上共同设计理论与实验的研究方案，最后提出科研项目申请书。在整个过程中指导老师监察课程进展情况，但只是在必要的时候做适当的干预。学生的科研申请将由有兴趣的PI研究组认领，由中心进行资助。2012年与加州大学旧金山分校系统与合成生物学中心联合举办了第一次头脑风暴。历时8个月的论坛交流和前期酝酿后，在北京大学举行了为时4天的展示、辩论和终评环节。通过团队内外大量的互动交流、头脑风暴，高强度、深层次地挖掘、激发和培养了学生自身在科研活动中主动积极性与创造潜力。2013年暑期在北京大学“研究生教育创新计划”的支持下，由欧阳颀教授主持进行了第二次头脑风暴，中心的全体研究生参加，中心的老师做为评委参加。由50名学生（研究生为主，包括部分本科生）组成10支队伍。每组队伍由来自不同实验室的5名同学自发组合，民主选举组长协作分工，集体协商确定项目题目和研究方案。评价环节包括初评和组间打分，背景知识训练，以及终评和颁奖。最终4支队伍获奖，并得到PI课题组认领。2014年将与以色列希伯来大学联合在以色列举办，目前参赛队伍已经搭建了网上论坛并开始了前期讨论。

2012-2013 两年期间培养学籍在中心的博士毕业生15名，中心PI实验室培养其它博士毕业生约20名，其中大部分继续从事与生命科学相关的交叉学科研究工作。中心的跨学科研究生培养在国际上受到关注，欧阳颀教授受邀为ACS Synthetic Biology撰写了”Designing the Scientific Cradle for Quantitative Biologists”的专题文章，介绍了中心的研究生培养理念与做法，为生命科学跨学科研究提供了一个成功的模板。

中心与北京大学元培学院合作，于2014年9月设立整合科学实验班。首批选拔招收20名优秀本科生。整合科学实验班的培养目标是立志于科学的领军人才。实验班由北京大学相关院系从事生命科学跨学科研究的优秀教师参与课程设计与教学，其中包括多名中国科学院院士、国家杰出青年基金获得者，实现教学资源的最优配备。实验班课程全新设计，实施小班教学。在打好数理化生等基础的同时，注重不同学科的深度整合；在课程设计与教学中强调对科学深入而融会贯通的理解，培养学生的主动性、批判性、全方位、跨学科的创新型思维。实验班高年级学生将到北大的实验室参与一流的科研实践，并短期出国实习交流。学生毕业以后，既可以到生命科学及其它院系或研究单位继续深造，也可以选择到应用数学、生物物理、生物化学、生物工程等领域工作。

在本科生科研训练方面，中心牵头组织了iGEM（国际基因工程机器大赛）在中国的第一次宣讲会，2007年在北京大学成立了第一支iGEM代表队，并作为中国最早成立的iGEM代表队参加在美国麻省理工学院举行的比赛，荣获全场总冠军和专项第一名的好成绩。北大iGEM活动自开始以来一直由欧阳颀教授担任教练进行组队并指导研究，中心合成生物学方向研究生协助相关课题进行，在多年的参赛中屡次获奖，培养了一批从事合成生物学及相关研究的人才。部分研究成果发表在合成生物学相关杂志上，如《分子系统生物学》(Molecular System Biology, 2010)，《美国化学学会.合成生物学》（ACS Synthetic Biology, 2012），(PLoS One, 2013) ，《定量生物学》（J. Quant. Biol., 2013），《自然通讯》（Nature Communications, Accepted）。其中《分子系统生物学》、《美国化学学会.合成生物学》文章发表后引起国内外合成生物学研究人员的广泛关注，当月成为该杂志下载量最大的十篇文章之一。iGEM是国际上合成生物学领域的顶级大学生科技赛事。通过比赛加强本科生的独立科研能力培养和交叉学科训练。突破以往传统高等教育惯用的“教师主导、学生参与”的方式，采取学生自由选题、教师提供专业意见的“学生主导、教师把关”的新型模式。iGEM团队的工作对提高北大本科生的独立科研水平，提升北京大学的领先国际声望，以及稳固中国在国际合成生物学界的科研地位，均起到了很大的正面促进作用。