胡脊梁

胡脊梁博士全职加入深圳湾实验室，任系统与物理生物学研究所特聘研究员。

胡脊梁博士本科毕业于清华大学钱学森班，随后在美国麻省理工学院（MIT）获得硕士与博士学位，并在 MIT Physics of Living Systems Center 开展博士后研究。他的研究聚焦于多细胞生命体系中的复杂性科学，结合实验、生物物理建模、理论计算，以及人工智能与数据驱动方法，系统探索微生物群落与肿瘤微生态中的涌现行为。其核心目标是识别能够有效预测复杂系统时空演化的关键“粗粒化”参数，从而显著降低定量刻画多细胞复杂体系的自由度。胡脊梁入选国家高层次青年人才计划和广东省高层次人才计划。

胡脊梁领导的实验室以跨学科方法研究多细胞生命体系中的复杂行为，整合生物学、物理学、数学与数据科学，结合高通量细胞培养（细菌与哺乳动物细胞）、高通量测序、时空荧光显微成像，以及非线性动力学和统计物理建模，系统解析不同生物单元间的相互作用如何在群体尺度驱动涌现现象。团队在微生物生态方向取得一系列进展，包括提出预测复杂生态群落多样性与稳定性的理论框架和相图，建立可控的微生物群落实验平台验证理论预测，证明群落行为是相互作用网络的涌现性质；揭示稳定性、多样性与入侵性之间的普适规律，并发现物种动态震荡可提升群落多样性并改变入侵易感性。同时，团队发展了哺乳动物细胞力学生物学的定量测量方法，提出由细胞骨架互作涌现的“细胞力学相图”，并揭示力学刺激对细胞分化和状态转换的调控机制。

在未来研究中，除了继续深入探索环境与肠道微生物群落中的涌现行为及其生态动力学外，实验室将进一步拓展从微生物群落到哺乳动物细胞群体的统一研究框架，围绕“相互作用—涌现行为—可预测性”这一核心科学问题，系统研究多类生命体系的涌现动力学：探索哺乳动物细胞群体在黏附、信号、力学耦合与基质重塑等机制作用下形成的自组织时空结构及其模式转换规律；解析哺乳细胞与微生物群落的跨界互作，构建多尺度共培养体系，研究代谢、信号与力学反馈如何产生新的集群行为、稳态结构和多稳态；并将肿瘤视为复杂生态系统，从生态动力学视角研究不同克隆与表型之间的竞争合作、微环境反馈与菌群互作如何塑造肿瘤的时空演化、转移潜能与药物耐受，并构建可预测肿瘤生态演化的动力学模型。

实验室的总体目标是：在不同生命体系中识别决定系统演化的关键参数与普适机制，从而建立能够理解、预测与调控复杂多细胞系统的统一理论框架和实验基础。

代表文章：

1. Jiliang Hu, DR Amor, M Barbier, G Bunin, J Gore (2022). Emergent phases of ecological diversity and dynamics mapped in microcosms.Science378.6615 (2022): 85-89.

2. Jiliang Hu, DR Amor, M Barbier, G Bunin, J Gore (2024). Collective dynamical regimes predict invasion success and impacts in microbial communities.Nature Ecology and Evolution(2025)

3. Jiliang Hu, Yiwei Li, Yukun Hao, Tianqi Zheng, Satish K Gupta, German Alberto Parada, Huayin Wu, Shaoting Lin, Shida Wang, Xuanhe Zhao, Robert D Goldman, Shengqiang Cai, Ming Guo (2019). High stretchability, strength, and toughness of living cells enabled by hyperelastic vimentin intermediate filaments.PNAS, 116:35-17175-17180.

4. Jiliang Hu, Somaye Jafari, Yulong Han, Alan J Grodzinsky, Shengqiang Cai, Ming Guo (2017). Size-and speeddependent mechanical behavior in living mammalian cytoplasm.PNAS, 114(36): 9529-9534.

5. Xing Zhao*, Jiliang Hu*, Yiwei Li, Ming Guo (2021). Volumetric compression develops noise-driven single-cell heterogeneity.PNAS, 118(51).

招聘信息：

胡脊梁课题组招聘公告