在兰州大学生物学系，中国医学科学院基础医学研究所细胞生物学室，美国Emory大学细胞与发育生物学专业分别获得学士（1987）、硕士（1990）和博士（1995）学位；在美国Tularik公司David Goeddel实验室完成博士后训练（1995-1997）。曾任美国犹太医学研究中心及科罗拉多大学医学院免疫学系助理教授、副教授（1998-2005），科罗拉多大学医学院癌症中心研究员（1999-2005），北京大学生命科学学院教授（2000-2004），武汉大学生命科学学院院长（2005-2013），武汉大学副校长（2013-2022）。现任武汉大学医学研究院院长（2014-），免疫与代谢前沿科学中心（2019年获教育部珠峰计划认证）首席科学家，武汉生物技术研究院院长（2022-）。

2010年3-5月，在国家教育行政学院第33期中青班学习；2015年3月-2016年1月，在中共中央党校第15期中青年干部培训二班学习。

主要从事抗病毒天然免疫、炎症、炎癌转化研究。发现了抗病毒天然免疫的关键接头蛋白VISA/MAVS和MITA/STING，并阐述了抗病毒天然免疫信号转导的一系列分子调控机制；发现了新的肿瘤坏死因子家族成员TALL-1/Blys/BAFF，解析了多个肿瘤坏死因子家族成员信号转导的早期分子事件；阐述了一系列炎症反应及炎癌转化的分子调控机制。这些研究为相关感染与免疫性疾病的防治及肿瘤免疫治疗提供了潜在的分子靶标和研发基础。累计发表SCI论文190余篇，共被同行引用18484次，单篇被SCI引用>100次的47篇，通讯作者论文单篇最高被SCI引用1471次。作为首席科学家承担了3项国家973/重大科学计划项目，主持了国家自然科学基金委“病原体与宿主”基础科学中心项目、“抗病毒天然免疫”创新研究群体项目（获三期延续资助）和重点项目6项。作为第一完成人获得教育部自然科学一等奖两项（2005, 2014）、国家自然科学二等奖两项（2010, 2015），获得过首届中国细胞生物学学会杰出成就奖（2009）、湖北省科学技术突出贡献奖（2022）。获得国家杰出青年科学基金（1999），当选中国科学院院士（2011）、发展中国家科学院院士（2012）、中国医学科学院学部委员（2019）。培养了70余名博士研究生，其中3人获得全国百篇优秀博士学位论文奖，10人获得国家级青年人才称号，获得过《自然》杰出导师奖、中国学位与研究生教育学会研究生教育成果二等奖。

曾任第十二届全国政协委员、第十三届全国政协常委，国务院学位委员会学科评议组（生物组）成员，教育部科技委生物与医学学部委员，教育部高等学校生物技术学科教学指导委员会副主任委员，国家自然科学基金委生命科学部专家咨询委员会委员，湖北省党外知识分子联谊会常务副会长，湖北省人民政府参事，湖北省人民政府咨询委员会委员等。