2016年6月畢業(yè)于中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲博士學(xué)位;2016年8月—2019年8月于Carnegie Institution for Science從事博士后研究;2019年8月—2021年5月于Duke University從事博士后研究。自2021年5月起任中國科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心(中科院生化細(xì)胞所)研究員、研究組長、博士生導(dǎo)師。
轉(zhuǎn)座子(亦稱為跳躍基因)是幾乎所有真核生物基因組的重要組成成分;就人類而言，至少45%基因組是由轉(zhuǎn)座子構(gòu)成的。雖然生命體進(jìn)化出了精細(xì)的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)去抑制轉(zhuǎn)座子的活性，但是轉(zhuǎn)座子的跳躍事件還是時有發(fā)生。由于轉(zhuǎn)座子在轉(zhuǎn)座過程中會引起DNA斷裂而導(dǎo)致基因突變或者基因組不穩(wěn)定，使其成為誘發(fā)疾病(如不育或者癌癥)或者衰老的潛在驅(qū)動力。盡管科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)座子激活與疾病發(fā)生之間的相關(guān)性，但是我們對轉(zhuǎn)座子在基因組水平的跳躍調(diào)控機(jī)制、其潛在的功能以及如何導(dǎo)致疾病的仍然知之甚少。本實驗室將主要以果蠅模式生物的卵巢和腸道組織作為對象去研究轉(zhuǎn)座子在基因組水平的轉(zhuǎn)座行為、潛在功能和調(diào)控機(jī)制。通過研究轉(zhuǎn)座子在卵子發(fā)生和腸道發(fā)育過程中的調(diào)控機(jī)制和功能，會使我們能夠進(jìn)一步解密轉(zhuǎn)座子對于生殖、發(fā)育和疾病的影響。
主要工作#1：轉(zhuǎn)座報告基因系統(tǒng)(Transposition Reporter)和三代測序(Nanopore Seq)。
為了解決逆轉(zhuǎn)座子在轉(zhuǎn)座水平的活性，我們建立了一個GFP轉(zhuǎn)座報告基因從而在單細(xì)胞分辨率下去監(jiān)測轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)座能力(如下圖)。在此體系中，只有當(dāng)逆轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中這個內(nèi)含子被剪切掉、轉(zhuǎn)座子mRNA發(fā)生逆轉(zhuǎn)錄、并且完成逆轉(zhuǎn)錄的cDNA整合到基因組DNA中之后這個報告基因才會表達(dá)GFP蛋白。第三代測序技術(shù)，也就是納米孔測序技術(shù)(Nanopore Sequencing)，能夠直接測上兆堿基長度的DNA。因為轉(zhuǎn)座子在基因組中存在大量的拷貝，所以納米孔測序技術(shù)對于研究單分子水平轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)座事件具有極大的優(yōu)勢。通過將轉(zhuǎn)座報告基因系統(tǒng)和第三代Nanopore測序技術(shù)結(jié)合，我們將會從單細(xì)胞和單分子水平解決逆轉(zhuǎn)座子在基因組水平的轉(zhuǎn)座活性。
主要工作#2：鑒定逆轉(zhuǎn)座子在果蠅直腸中的調(diào)控機(jī)制。
盡管逆轉(zhuǎn)座子在體細(xì)胞中的激活和轉(zhuǎn)座與諸如直腸癌等多種人類疾病息息相關(guān)，但是到至今為止仍然缺少一個好的體細(xì)胞模型去研究逆轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)座和調(diào)控。通過跟蹤眾多逆轉(zhuǎn)座子在果蠅體細(xì)胞組織發(fā)育過程中的轉(zhuǎn)座事件，我們鑒定出果蠅的直腸組織是一個非常好的研究逆轉(zhuǎn)座子調(diào)控和轉(zhuǎn)座的模型。我們發(fā)現(xiàn)在野生型成年果蠅的整條直腸中轉(zhuǎn)座事件發(fā)生的幾率非常的低(如下圖)。這就表明果蠅進(jìn)化出了非常精細(xì)的分子機(jī)制去保護(hù)直腸免受逆轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座而帶來的損傷。通過初步RNAi遺傳篩選實驗，我們鑒定出了4種蛋白因子可以有效的抑制逆轉(zhuǎn)座子在直腸中的轉(zhuǎn)座事件(如下圖)。接下來我將研究這些蛋白因子調(diào)控逆轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座的具體機(jī)制，同時我也會擴(kuò)大篩選體系直至覆蓋整個基因組，這樣可以全面的鑒定出逆轉(zhuǎn)座子在體細(xì)胞中被沉默的潛在通路。我們的工作不僅僅可以闡明基本的生物學(xué)現(xiàn)象，而且也可以為逆轉(zhuǎn)座子的激活是如何導(dǎo)致疾病和衰老的提供實驗依據(jù)和科學(xué)線索。
主要工作#3：明確逆轉(zhuǎn)座子啟動天然免疫系統(tǒng)的分子機(jī)制。
本課題組前期工作通過跟蹤逆轉(zhuǎn)座子在體細(xì)胞組織發(fā)育過程中的活性，揭示了mdg4逆轉(zhuǎn)座子在關(guān)鍵發(fā)育時期的激活能夠通過誘導(dǎo)NF-κB蛋白的功能而激活啟動天然免疫系統(tǒng)以抵抗外源病毒的入侵。接下來課題組將進(jìn)一步解析其具體分子機(jī)制和調(diào)控網(wǎng)路。
