联系方式
办公室：深圳研究生院E栋204室
电子邮箱：yuke.sz@pku.edu.cn
课题组官网: https://embl-pku.github.io/
个人简介
余珂，博士，北京大学深圳研究生院长聘副教授、研究员，同时担任北京大学环境科学与工程、计算机应用技术双学科博士生导师。现任Microbiome期刊资深编辑（Senior Editor）及iMeta等期刊编委。2025年入选斯坦福大学全球前2%顶尖科学家“年度科学影响力排行榜”（微生物学方向）。
研究方向聚焦于构建从环境微生物“暗物质”到可计算知识的高通量转化管道。围绕高盐、高碱、低温等特殊生境，课题组自主研发分子生物学技术和智能分析方法，系统开展微生物基因组解析与功能注释。形成的结构化组学数据，既为领域专用人工智能模型提供训练数据，也支撑面向微生物组的智能算法与预测模型研发。目前，该技术管道已在三个层面实现初步集成：
1. 功能基因组学层面：开发融合深度学习的高灵敏度基因组识别方法及配套算法，捕获并解析常规流程易遗漏的低丰度功能类群及其基因组；结合蛋白质与基因组语言模型，挖掘传统同源比对难以发现的新型酶、远缘功能基因、代谢基因簇及环境适应元件。
2. 代谢反应网络层面：以最小生化反应单元为基本模块，构建贯通基因、酶、底物、产物与反应的知识图谱，融合知识图谱推理与基于向量数据库的多组学证据语义检索，构建多智能体协同推理框架，实现新型代谢途径的自动发现、可行性评估与实验验证。
3. 群落互作调控层面：基于宏基因组解析的群落结构，融合功能基因、代谢物交换与环境因子，构建群落互作的可计算世界模型，预测群落互作、状态演化及干预响应。
三者协同，构成从“基因—反应—网络”的递进式技术链条，为复杂微生物组学问题的智能化求解提供新范式。在此基础上，课题组同步推进微生物组学AI模型的原型开发，覆盖稀有类群识别、代谢路径推理及群落调控模拟等核心任务，实现从数据标注到智能决策的闭环。
在数据与应用层面，课题组已对中国西北极端环境（盐湖、酸湖、碱湖等水生态系统）开展了大规模宏基因组、宏转录组测序及环境理化因子测定，所积累的数据量占全球同类数据的80%以上，这既为人工智能驱动的解析与应用奠定了独有的数据基础，也为自研AI模型提供了严格的训练与验证场景。凭借数据与算法的双重优势，我们系统发掘了环境中具有潜在功能的未知微生物类群及新型生物活性物质合成基因簇，并通过培养与生物合成技术，推动其在环境工程（如污染物生物修复及生物质能源转化）和医药开发（如新型活性天然产物挖掘）等方向的应用转化。
科研项目与经费：主持国家自然科学基金面上项目和青年科学基金项目，作为骨干参与国家自然科学基金重点项目及“十四五”国家重点研发计划等16项课题。
教育与工作经历
2025.8-至今，北京大学，环境与能源学院，副教授；
2016.7-2025.7，北京大学环境与能源学院，助理教授；
2014-2016，加州大学伯克利分校，博士后；
2010-2014，香港大学工学院环境工程，博士；
学术兼职
2024.8-至今，Microbiome杂志，高级编辑（Senitor Editor）
2022.8-至今，iMeta杂志，编委
研究方向
研究关注于极端环境及人体系统的微生物，开发
1）痕量遗传物质富集及测序技术
2）基于人工智能技术的多宏组软件、算法及分析流程开发
3）多组学高精度数据解析和定向富集培养技术，以此发掘地球演化过程中的特殊微生物类群及其在特殊生物制剂生产、环境修复与改造中的应用潜能
拟招生方向
以水环境科学与工程方向招生，每年招收约一名博士生及二至四名硕士生。主要招生相关专业（但不限于以下）：生命科学类学科、环境科学与工程类、计算机及应用数学。
教授课程
秋季：数据可视化与分析方法
春季：环境生物信息学方法
科研项目
1. 2025-2028，基于多宏组学数据及深度学习模型构建原核微生物的全局操纵子序列数据库及其应用，国家自然科学基金面上基金项目（项目编号32470697），主持；
2. 2021-2026，代谢调控导向的微生物组-宿主-药物互作网络与信号传递机理，国家重点研发计划“生物大分子与微生物组”重点专项（项目编号2021YFA1301300），子课题负责人；
3. 2020-2024，黄河甘宁蒙段典型污染物对鱼类生存繁衍的潜在影响及参与生态流量研究，国家自然科学基金重点项目（项目编号：51939009），协助单位负责人；
4. 2018-2020，基于多维组学技术解译厌氧氨氧化细菌对亚硝酸盐胁迫与分子氧胁迫响应的分子机制，国家自然科学基金青年科学基金项目（项目编号51709005），主持。
5. 2024-2026，基于深度学习模型预测原核生物操纵子完整功能结构，北京大学科学智能（AI4S）交叉研究专项，主持。
研究成果
以第一作者或通讯作者身份在包括Nature Communications、Microbiome、Environmental Science & Technology、Water Research等多种综合性、微生物学、环境科学及工程类期刊的多篇SCI论文，总SCI论文数合为100余篇，总引用次数6000余次。其中，以第一作者发表的世界上首篇应用宏转录组技术解析活性污泥微生物的论文，被丹麦奥尔本大学的世界污水处理微生物的权威专家Per H Nielsen教授上评为近50年来解析活性污泥微生物生态的20篇里程碑式研究技术型论文之一；另一篇多宏组学技术论文被佐治亚理工大学的著名分子生物学及细胞生物学讲席教授Marvin Whiteley评价为革新了菌间互作研究的方法。
研究论文 (*:通讯作者; #: 第一作者)
（1） Z Qiu#, L Yuan, C Lian, B Lin, J Chen, R Mu, X Qiao, L Zhang, Z Xu, L Fan, Y Zhang, S Wang, J Li, H Cao, B Li, B Chen, C Song, Y Liu, L Shi, Y Tian, J Ni, T Zhang, J Zhou, W-Q Zhuang, K Yu#*. BASALT refines binning from metagenomic data and increases resolution of genome-resolved metagenomic analysis. Nature Communications, 2024, 15: 2179.
（2） R Keren#, J Lawrence#, W Zhuang, D Jenkins, J Banfield, L Alvarez-Cohen, L Zhou*, K Yu*. Increased replication rates of dissimilatory nitrogen-reducing bacteria leads to decreased anammox reactor performance. Microbiome, 2020, 8:6.
（3） K Yu*#, S Yi#, B Li, F Guo, X Peng, Z Wang, Y Wu, L Alvarez-Cohen and T Zhang*. An integrated meta-omics approach reveals substrates involved in synergistic interactions in a bisphenol A (BPA)- degrading microbial community. Microbiome, 2019, 7: 16.
（4） Y Geng#, Z Xiong, L Yang*, CA Lian, S Pavlostathis, Z Qiu, H Chen, Q Luo, Y Liu, Z Liu, P Shao, J Zou, H Jiang, S Luo, K Yu*. Water Research, 2025.
（5） X Qiao#, L Zhang, Z Qiu, Y Wu, C Deng, Y Geng, Y Zhang, Y Yan, B Li, LJ Zhang, W Zhuang, K Yu*. Nitrite impairs bioreactor performance due to decreased replication of Candidatus Brocadia sapporoensis by unbalanced energy allocation. Water Research, 2025, 283: 123806.
（6） C Deng#, T Chen#, Z Qiu, H Zhou, B Li, Y Zhang, X Xu, CA Lian, X Qiao, K Yu*. A mixed blessing of influent leachate microbes in downstream biotreatment systems of a full-scale landfill leachate treatment plant. Water Research, 2024, 253: 121310.
（7） Y Geng#, Z Xiong, L Yang*, CA Lian, S Pavlostathis, Z Qiu, H Chen, Q Luo, Y Liu, Z Liu, P Shao, J Zou, H Jiang, S Luo, K Yu*, X Luo*, Bidirectional enhancement of nitrogen removal by indigenous synergetic microalgal–bacterial consortia in harsh low-C/N wastewater. Environmental Science & Technology, 2024, 58 (12), 5394-5404.
（8） Z Qiu#, S He#, C Lian, Q Zhang, X Qiao, C Yao, R Mu, L Wang, X Cao, Y Yan, K Yu*. Large scale exploration reveals rare taxa as key members shaping microbial assembly in alkaline lake sediments. npj Biofilms & Microbiomes, 2024, 10:62.
（9） X Qiao#, L Ding, F Fang, C Fu, R Wei, Y Chen, S Zheng, X Wang, Y Yan, K Yang, N Xu, H Tao, K Yu*, L Zhang*. An integrated meta-omics approach reveals the different response mechanisms of two anammox bacteria towards fluoroquinolone antibiotics, Environmental International, 2024, 185: 108505.
（10） Y Geng#, C Lian, L Yang, S Pavlostathis, Z Qiu, X Qiao, Z Xiong, N Dong, J Hu, X Luo, K Yu*, Self-adaptation of tolerant microalgae-bacterial consortia in landfill leachate: Simultaneous achievement of efficient nitrogen removal and value-added utilization, Chemical Engineering Journal, 2025, 504, 158912.
（11） Z Qiu#, Y Zhu, Q Zhang, X Qiao, R Mu, Z Xu, Y Yan, F Wang, T Zhang, K Yu*. Unravelling Biosynthesis and Biodegradation Potentials of Microbial Dark Matters in Hypersaline Lakes. Environmental Science and Ecotechnology, 2024, 20: 100359.
