王亮

男， 中国科学院重庆绿色智能技术研究院， 教授/研究员/教授级高工或同等级别

学习/工作经历

2001.09-2005.06 山东农业大学 生物技术 理学学士
2005.09-2008.06 四川师范大学 生物化学与分子生物学 理学硕士
2008.09-2011.06 四川大学 生物化学与分子生物学 理学博士
2011.07-2012.06 江苏大学材料学院 助理研究员
2012.10-2016.09 美国伊利诺伊理工大学化学系
Department of Chemistry, Illinois Institute of Technology 高级助理研究员 （Senior Research Associate）
2017.01-2017.07 美国俄亥俄州立大学药学院
College of Pharmacy, The Ohio State University 博士后研究员 （Postdoc Research Associate）
2018.01-至今 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 项目研究员

研究领域和兴趣

纳米孔单分子检测新方法、新材料与机制研究

主要业绩

申请人自2018年通过中国科学院“百人计划”引进以来，围绕“弱相互作用的纳米孔解析与疾病标志物精确测量”这一核心科学问题，建立了独具特色的单分子研究平台，在弱相互作用精准解析、蛋白质构象单分子表征、疾病标志物高灵敏检测三个层面取得系统性成果，形成从基础理论到方法创新再到应用转化的完整研究体系。近年在ACS Sensors、Nano Letters、Analytical Chemistry、Biosensors Bioelectronics、Advanced Healthcare Materials等期刊发表论文60余篇，多篇入选封面或专题报道；申请专利17项，授权10项；研究持续获科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目资助；先后入选“重庆青年科技创新先锋人物”和“重庆英才青年拔尖人才”等省部级人才计划；担任包括Nature Reviews、Nature Nanotechnology、Nature Chemistry等在内的40余种期刊审稿人。
一、以“氢键”为研究框架，将生命科学研究分辨率推进至化学键层面
申请人突破传统结构生物学将氢键仅视为结构“维持者”的范式，将氢键提升为承载生物学信息的独立研究对象。在方法学层面构建了基于α-溶血素纳米孔的单分子检测体系，实现Watson-Crick与Hoogsteen氢键构型在亚纳米尺度上的精确测量与区分（Nano Letters 2025），发现两种氢键构型对表观遗传修饰（5mC、8oG）、DNA末端结构和溶液质子强度呈现差异化响应规律，揭示氢键构型是响应微环境变化、调控DNA功能的“参与者”而非静态结构单元。进一步将三聚氰胺引入DNA碱基缺失位点，构建胸腺嘧啶-三聚氰胺非经典氢键模型，实现了非经典氢键配对的单碱基对精度识别（Small Methods 2025）。以阿尔茨海默病核心病理蛋白Tau聚集为模型，系统揭示了氢键网络与金属配位键、疏水作用、静电相互作用的多重协同与竞争机制（IEEE 3M-NANO 2025 Best Conference Paper Award）。该系列工作将生命科学研究的“分辨率”从序列、结构层面推进至化学键层面，为理解生命过程的微观起源开辟了新视角。
二、建立基于弱相互作用信号转导的蛋白质标志物精确测量方法
针对纳米孔蛋白质检测中信号信噪比低、识别特异性差的固有瓶颈，申请人突破“直接测量”传统思路，提出弱相互作用驱动的信号转导策略——将难以直接测量的蛋白质信号通过特异性识别与催化信号放大转换为核酸信号。申请人设计了“捕获抗体-靶蛋白-检测抗体-DNAzyme”分子三明治结构，利用DNAzyme的Mg²⁺依赖催化特性释放大量尺寸均一、电荷特征明确的短核酸片段作为信号分子，该方法整合了蛋白-蛋白相互作用、金属配位键协同酶催化、氢键杂化与断裂等多级弱相互作用。以HIV早期诊断标志物p24抗原为模型，检测限达1.24 pM，较传统ELISA提高约两个数量级（Faraday Discussions 2025专题报道）。在此基础上拓展至多种疾病标志物检测：实现心力衰竭三种利钠肽同时检测，BNP检测限达0.77 pM，较欧洲临床指南要求低13倍（Biosensors Bioelectronics 2023，ZL202310096164.8）；实现乙肝与丁肝共感染细胞的同步鉴别，解决了传统免疫方法难以区分的临床难题（Materials Today Physics 2024专题报道，ZL202311746582.3）；实现阿尔茨海默病Aβ42、Aβ40、APP、Tau多蛋白标志物并行检测，可实现6-9个月早筛（Advanced Healthcare Materials 2025封面）。
三、建立基于弱相互作用的纳米孔蛋白动态监测平台
申请人建立了基于纳米孔的蛋白动态监测平台，实现了对病毒蛋白酶活性的实时、单分子水平追踪。以HIV-1蛋白酶为模型，首次定量揭示了γ-辐射对蛋白酶弱相互作用网络的破坏规律（Biosensors Bioelectronics 2021，ZL201910670251.3）。以炭疽致死因子为模型，揭示了8种二价离子对酶活性的差异化调控规律——Ca²⁺、Mg²⁺通过协同稳定金属配位键和氢键网络促进活性，而Cd²⁺、Cu²⁺通过竞争性破坏金属配位键抑制活性。以HIV-1 Tat蛋白与胰蛋白酶相互作用为模型，证实Ca²⁺可使酶活性增强42%、Cu²⁺抑制活性10%（ACS Sensors 2021，ZL202011486747.4；Biosensors Bioelectronics 2023）。这些发现揭示了金属离子作为“弱相互作用网络调控开关”的双重机制——通过重构酶活性中心的氢键网络和疏水相互作用网络“打开”或“关闭”酶的催化功能，为酶-病原互作研究提供了新理论框架。
四、率先构建功能性炭疽纳米孔，开辟“动态弱相互作用组学”新方向
炭疽纳米孔具有独特的多重钳位结构，可在分子穿越时发生构象变化实现“多重信息读取”，但因其电流衰减与门控效应长期被视为“不可用孔道”。申请人国际上率先攻克这一难题，通过构建pH不对称离子液体体系实现了炭疽纳米孔的稳定单通道记录（ACS Materials Letters 2025封面，Journal Nanobiotechnology 2025专题报道），并在飞安级电流精度下实现了氨基酸手性对映体、小分子和同源蛋白的精准区分。这一突破将炭疽纳米孔从“病原蛋白”转化为 “动态弱相互作用研究平台” ，为从单一氢键构型静态识别提升至多重弱相互作用动态耦合与网络解析奠定了独有技术基础。
综上，申请人的研究形成了 “科学发现—技术突破—应用转化” 的完整创新链条：理论层面开辟了以“弱相互作用网络”为核心的生命信息解读新范式；方法论层面建立了具备亚纳米空间分辨率和单分子灵敏度的弱相互作用的通用测量平台；应用层面为HIV、心力衰竭、阿尔茨海默病、肝炎等重大疾病的早期精准诊断提供了新技术路径。

代表成果

1. Zhirui Zhang; Yan Wang; Shuo Zhou; Yunjiao Wang; Shilong Liu; Xiyun Guan; Liang Wang. Single-molecule sensing with an anthrax nanopore enabled by pH-asymmetric ionic liquids. J Nanobiotechnol 23, 747 (2025). DOI: 10.1186/s12951-025-03817-w
2. Wei Li; Jing Li; Lebing Wang; Yan Wang; Zhirui Zhang; Shilong Liu; Bo Gong; Yunjiao Wang; Liang Wang. Nanopore Discriminates Watson–Crick and Hoogsteen Hydrogen Bonds in Multiple DNA Contexts. Nano Lett. 25, 4 (2025). DOI: 10.1021/acs.nanolett.4c06067
3. Qianshan Liu; Yulin Ouyang; Yunjiao Wang; Shuo Zhou; Yang Zhan; Liang Wang. Multianalyte Nanopore Detection of Alzheimer's Disease Biomarkers: A Label-Free Platform with Improved Sensitivity and Range. Adv. Healthcare Mater.14, 2405058 (2025). DOI: 10.1002/adhm.202405058
4. Lingyu Zhao; Yingying Deng; Yunjiao Wang; Shuo Zhou; Bohua Yin; Yunhao Chen; Yan Wang; Jing Li; Lebing Wang; Yong Lin, Liang Wang. Nanopore efficiently identifies hepatitis D virus antigens in vitro assay. Materials Today Physics 46, 101479 (2024). DOI: 10.1016/j.mtphys.2024.101479
5. Shaoxia Zhang; Yunjiao Wang; Dandan Song; Sarah Guan; Daming Zhou; Linyu Gong; Liyuan Liang; Xiyun Guan; Liang Wang. Nanopore discrimination and sensitive plasma detection of multiple natriuretic peptides: The representative biomarker of human heart failure. Biosensors Bioelectronics, 231,115299 (2023).DOI: 10.1016/j.bios.2023.115299
6. 王亮;张绍霞;王赟姣;宋丹丹 。一种检测心衰标志物的试剂盒和检测方法。2023年，202310096164.8，2026年，ZL202310096164.8
7. 王亮,赵羚喻,林永,陈云昊,王赟姣,周硕,邓莹莹。一种纳米孔检测丁肝病毒抗原的方法。2023年，202311746582.3，2026年，ZL202311746582.3
8. 王亮;王琰;王赟姣;王乐冰;李京。炭疽病毒蛋白纳米孔电化学检测分析装置及其应用。2024年，202411625362.X，2025年，ZL 202411625362.X
9. Liang Wang，Nanopore Measurement on Metals Induced Tau Protein Aggregation at Nanoscale，2025， IEEE International Conference on Manipulation, Manufacturing and Measurement on the Nanoscale (3M-NANO)，Changchun
10. Liang Wang，Molecular sandwich-based DNAzyme catalytic reaction towards transducing efficient nanopore electrical detection of antigen proteins，2024，Faraday Discussions New horizons in nanoelectrochemistry， Nanjing

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