香港科技大學(HKUST)PhD博士申請攻略及導師簡介

導師簡介

如果你想申請香港科技大學 海洋科學係博士，那今天這期文章解析可能對你有用！今天Mason學長為(wei) 大詳細解析香港科技大學的Prof.ZENG的研究領域和代表文章，同時，我們(men) 也推出了新的內(nei) 容“科研想法&開題立意”，為(wei) 同學們(men) 的科研規劃提供一些參考，並且會(hui) 對如何申請該導師提出實用的建議！方便大家進行套磁！後續我們(men) 也將陸續解析其他大學和專(zhuan) 業(ye) 的導師，歡迎大家關(guan) 注！

教授現任香港科技大學海洋科學係副教授，同時擔任進化與(yu) 健康中心主任以及海洋科學研究生項目協調員。他於(yu) 2008年在紐約州立大學奧爾巴尼分校獲得生物科學博士學位。教授是海洋微生物生態學領域的重要學者，特別在藍細菌（Cyanobacteria）、病毒學（Virology）以及海洋微生物生態學方麵有深入研究。

他的研究工作不僅(jin) 推動了對海洋微生物多樣性的認識，還揭示了病毒-宿主相互作用在海洋碳循環中的重要作用。教授目前領導多個(ge) 國家級和香港研究資助局（RGC）項目，致力於(yu) 探索海洋微生物與(yu) 病毒間的複雜互動關(guan) 係。

研究領域

教授的教學和研究興(xing) 趣主要集中在以下幾個(ge) 領域：

1. 藍細菌（Cyanobacteria）：特別關注原綠球藻（Prochlorococcus）等海洋藍細菌的生態學、生理學和分子生物學研究。
2. 病毒學（Virology）：研究海洋環境中的噬菌體（bacteriophage），尤其是感染藍細菌的噬菌體的多樣性、結構和功能。
3. 海洋細菌（Marine bacteria）：探索海洋環境中細菌的多樣性及其生態功能。
4. 環境微生物學（Environmental microbiology）：研究不同環境因素如光照周期對微生物群落結構和功能的影響。
5. 海洋微生物生態學（Marine microbial ecology）：探討海洋微生物群落的結構、動態變化以及它們在生物地球化學循環中的作用。

研究分析

1. "Biological interactions with Prochlorococcus: implications for the marine carbon cycle"

發表於(yu) 《Trends in Microbiology》（2024年）

這篇綜述性文章係統總結了原綠球藻（Prochlorococcus）與(yu) 其他生物體(ti) 之間的互作關(guan) 係，尤其關(guan) 注這些互作對海洋碳循環的影響。原綠球藻是海洋中最豐(feng) 富的光合自養(yang) 生物，產(chan) 生的有機碳占全球總初級生產(chan) 力的約10%。該文章闡述了原綠球藻與(yu) 病毒、異養(yang) 細菌和原生動物等之間的互作機製，以及這些互作如何調節海洋碳的流動和轉化。

2. "Structure and assembly of the α-carboxysome in the marine cyanobacterium Prochlorococcus"

發表於(yu) 《Nature Plants》（2024年）

這篇文章通過冷凍電鏡技術首次解析了海洋藍細菌原綠球藻中α-羧基體(ti) （α-carboxysome）的精細結構和組裝機製。羧基體(ti) 是藍細菌進行碳固定的關(guan) 鍵細胞器，本研究發現原綠球藻的α-羧基體(ti) 具有獨特的結構特征，與(yu) 淡水藍細菌中的β-羧基體(ti) 存在顯著差異。文章揭示了羧基體(ti) 殼體(ti) 蛋白（shell proteins）的排列方式和相互作用，以及RuBisCO酶分子在羧基體(ti) 內(nei) 部的精確定位。

3. "Abundant and cosmopolitan lineage of cyanopodoviruses lacking a DNA polymerase gene"

發表於(yu) 《The ISME Journal》（2023年）

這篇文章報道了一類新型的藍細菌噬菌體(ti) （cyanopodoviruses）家族，其特點是缺少DNA聚合酶基因。通過宏基因組分析，研究團隊在全球海洋環境中鑒定出這一廣泛分布的病毒類群，並通過實驗證實了其感染能力。這類病毒缺乏傳(chuan) 統噬菌體(ti) 所必需的DNA複製機械，提示它們(men) 可能采用獨特的複製策略，依賴宿主細胞的複製係統。

4. "Cryo-EM structure of cyanophage P-SCSP1u offers insights into DNA gating and evolution of T7-like viruses"

發表於(yu) 《Nature Communications》（2023年）

這篇文章通過冷凍電鏡技術解析了藍細菌噬菌體(ti) P-SCSP1u的三維結構，該噬菌體(ti) 屬於(yu) T7類噬菌體(ti) 家族。研究詳細描述了病毒衣殼的結構特征，特別是DNA裝載和釋放的分子門控機製。文章發現P-SCSP1u具有獨特的結構元素，與(yu) 已知T7類噬菌體(ti) 存在差異，這些差異可能與(yu) 其適應特定藍細菌宿主相關(guan) 。此外，研究團隊通過結構比較，提出了T7類噬菌體(ti) 進化的新模型，為(wei) 理解病毒多樣性和宿主特異性提供了重要線索。

5. "Biochemical and structural characterization of the cyanophage-encoded phosphate-binding protein: implications for enhanced phosphate uptake of infected cyanobacteria"

發表於(yu) 《Environmental Microbiology》（2022年）

這篇文章研究了藍細菌噬菌體(ti) 編碼的磷酸鹽結合蛋白（phosphate-binding protein, PBP）的生化和結構特性。磷是海洋中的限製性營養(yang) 元素，研究發現某些藍細菌噬菌體(ti) 攜帶編碼PBP的基因，可能增強被感染藍細菌對環境中磷酸鹽的吸收能力。通過結構生物學和生化分析，研究團隊闡明了這種病毒編碼PBP的三維結構和磷酸鹽結合特性，發現其親(qin) 和力高於(yu) 宿主藍細菌自身的PBP。

6. "Characterization of extracellular vesicles released from Prochlorococcus MED4 at the steady state and under a light–dark cycle"

發表於(yu) 《Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences》（2025年）

這篇文章探究了海洋藍細菌原綠球藻MED4株係分泌的胞外囊泡（extracellular vesicles, EVs）特性，以及它們(men) 在穩態和光暗周期條件下的產(chan) 生模式。研究發現原綠球藻持續釋放EVs，這些囊泡含有多種生物分子，包括蛋白質、脂質和核酸。有趣的是，光暗周期條件下，EVs的產(chan) 生呈現晝夜節律，表明這一過程受到光照的調控。文章分析了EVs的蛋白質組成，發現其包含多種功能蛋白，如膜轉運蛋白、應激響應蛋白等，提示EVs可能在細胞間通訊、營養(yang) 傳(chuan) 遞和生態適應中發揮重要作用。

項目分析

1. "Interactions and functions of viruses and microorganisms in the hydrosphere"

這一由國家自然科學基金資助的項目（2024年啟動）旨在全麵研究水環境中病毒與(yu) 微生物之間的相互作用機製及其生態功能。項目關(guan) 注不同類型水體(ti) （海洋、淡水和過渡帶）中的病毒-宿主互作係統，通過整合宏基因組學、單細胞技術和生物信息學方法，探究病毒多樣性、感染動力學和對生物地球化學循環的影響。

項目特別著重研究病毒介導的基因水平轉移對宿主進化和功能的貢獻，以及環境變化（如氣候變暖、營養(yang) 鹽輸入變化）對病毒-宿主互作的影響

2. "Mechanistic study of the defense systems in marine cyanobacteria against bacteriophage infection"

這一由香港研究資助局合作研究基金（RGC-CRF）資助的項目（2023年啟動）聚焦於(yu) 海洋藍細菌抵抗噬菌體(ti) 感染的分子機製研究。項目團隊整合了結構生物學、微生物學和計算生物學專(zhuan) 長，係統研究海洋藍細菌中的防禦係統，包括CRISPR-Cas係統、限製修飾係統和抗噬菌體(ti) 感染素等。

通過結構解析、功能驗證和進化分析，項目旨在揭示這些防禦係統的分子作用機理、調控網絡以及在藍細菌進化和適應中的作用。

3. "Mechanistic and quantitative investigation of the population dynamics of marine cyanobacteria and viruses under light-dark cycles"

這一由香港研究資助局優(you) 配研究金（RGC-GRF）資助的項目（2023年啟動）專(zhuan) 注於(yu) 研究光暗周期如何影響海洋藍細菌和噬菌體(ti) 的種群動態。項目建立了模擬自然光暗周期的實驗係統，結合高時間分辨率采樣和多組學分析，探究藍細菌生理狀態、基因表達和代謝活動在晝夜周期中的變化，以及這些變化如何影響病毒感染動力學。項目還開發了數學模型，用於(yu) 預測不同環境條件下藍細菌-病毒種群的波動。

研究想法

1. 海洋藍細菌胞外囊泡（EVs）在微生物互作中的生態功能

研究表明，原綠球藻能產(chan) 生胞外囊泡，但這些囊泡在海洋生態係統中的確切功能尚不清楚。可以設計實驗探究：

• EVs在藍細菌與異養細菌之間物質交換中的作用
• EVs作為病毒感染調節因子的潛力
• EVs在不同環境脅迫下的產生模式及其保護機製
• EVs作為水平基因轉移載體的可能性及其生態影響

2. 人工智能輔助的海洋藍細菌-病毒互作預測模型

利用機器學習(xi) 和深度學習(xi) 方法，整合多組學數據（宏基因組、轉錄組、蛋白質組）和環境參數，構建能夠預測藍細菌-病毒互作動態的計算模型：

• 開發識別宿主範圍和病毒感染效率的算法
• 構建環境因素（如溫度、光照、營養鹽）對互作的影響模型
• 預測氣候變化情景下微生物群落結構和生態功能的變化

3. CRISPR係統在海洋藍細菌中的進化與(yu) 功能多樣性研究

• 基於教授對海洋藍藻抗病毒機製的研究，可以深入探究：
• 不同生態位中海洋藍細菌CRISPR-Cas係統的多樣性與進化
• CRISPR係統空間記憶（spacer memory）與局部病毒群落結構的關聯
• 非規範CRISPR功能在藍細菌適應性中的作用

4. 光合作用與(yu) 病毒感染協同調控機製

基於(yu) 教授關(guan) 於(yu) 光暗周期影響藍細菌-病毒動態的研究，可進一步探究：

• 光合作用複合物組裝與病毒感染的分子關聯
• 光調控基因在病毒-宿主互作中的角色
• 光合作用中間體對病毒複製的影響
• 建立集成光響應-病毒感染的細胞計算模型

5. 海洋藍細菌羧基體(ti) 工程與(yu) 碳固定優(you) 化

基於(yu) 教授對α-羧基體(ti) 結構的研究，可設計以下創新性工作：

• 通過蛋白質工程改造羧基體殼體蛋白，優化CO2傳導效率
• 重組不同來源的RuBisCO變體，測試碳固定效率
• 設計人工羧基體或混合羧基體係統
• 評估工程化羧基體在氣候變化減緩中的應用潛力

申請建議

1. 建立紮實的交叉學科背景

教授的研究跨越微生物學、病毒學、生態學、結構生物學和生物信息學等多個(ge) 領域。有意申請的學生應：

• 掌握微生物學和分子生物學的核心實驗技能，特別是微生物培養、基因克隆和表達、PCR技術等
• 學習基礎的生物信息學分析方法，能夠處理基因組數據和進行序列分析
• 理解生態學原理，尤其是微生物生態學的核心概念和研究方法
• 熟悉海洋學基礎知識，了解海洋環境的物理、化學和生物特性

2. 深入理解教授的研究體(ti) 係和方法論

仔細閱讀教授的關(guan) 鍵論文，特別關(guan) 注：

• 原綠球藻和噬菌體的互作研究方法
• 宏基因組和宏轉錄組數據分析流程
• 結構生物學與功能驗證的結合方式
• 實驗室培養係統與環境樣本研究的整合策略

3. 設計與(yu) 教授研究興(xing) 趣契合的博士研究計劃

基於(yu) 教授當前的研究項目和發表論文，設計研究計劃時應考慮：

• 聚焦藍細菌-病毒互作中的未解問題
• 提出創新但可行的研究假設和方法
• 結合多學科技術，如組學方法、顯微成像和生物信息學分析
• 設計具有理論意義和應用價值的研究目標

4. 發展相關(guan) 技術能力和研究經驗

鑒於(yu) 教授研究的技術特點，申請者應重點發展：

• 微生物培養和病毒分離技術，特別是海洋藍細菌的培養方法
• 分子生物學和生化分析技能，如基因克隆、蛋白質表達純化
• 數據分析能力，包括基因組數據處理、統計分析和可視化
• 建議：參與與海洋微生物學或病毒學相關的研究項目，積累實驗經驗；學習編程和數據分析工具，如Python、R和生物信息學軟件。

博士背景

Ocean，985海洋科學學院博士生，專(zhuan) 注於(yu) 海洋生態係統動力學和氣候變化影響研究。擅長運用衛星遙感技術和海洋數值模擬，探索全球海洋環境變化趨勢。在研究深海熱液生態係統對氣候變化響應方麵取得重要突破。曾獲國家獎學金和中國海洋學會(hui) 青年科學家獎。研究成果發表於(yu) 《Nature Climate Change》和《Oceanography》等頂級期刊。