方显杨  / 博士 研究员 博士生导师
中国科学院生物物理研究所,表观遗传调控与干预重点实验室,研究组长
研究方向: RNA整合结构生物学
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简历

1998 - 2002  武汉大学,理学学士 (化学)

2002 - 2008  中国科学院生物物理研究所,理学博士 (生物化学与分子生物学)

2009 - 2015  美国国立卫生研究院国立癌症研究所,博士后/Research Fellow

2015 - 2023  清华大学生命科学学院,助理教授/副教授,博士生导师

2023 - 至今  中国科学院生物物理研究所,研究员,研究组长,博士生导师

获奖及荣誉
社会任职
2022 - 至今 《QRB Discovery》任Associate Editor
2022 - 至今 《Current Research in Structural Biology》任Editorial Board member
2023 - 至今 《Biophysics Report》任青年编委
2022 - 至今 北京理化分析测试技术学会波谱专业委员会 理事
2023 - 至今 中国生物信息学学会(筹)生物分子结构预测与模拟专业委员会 常务委员
2023 - 至今 中国晶体学会生物大分子专业委员会 委员
承担项目情况

1. 超大蛋白质机器结构分析前沿技术,科技部项目,2021.12-2026.11,课题骨干

2. 新型mRNA疫苗平台体系研究,科技部项目,2022.01-2026.12,课题负责人

3. RNA研究前沿技术,中国科学院先导项目,2023.10-2028.9,项目负责人

4. 新冠病毒基因组功能RNA元件的结构与动态基础研究,国家自然科学基金,2024.01-2026.12,项目负责人

  本课题组聚焦于RNA整合结构生物学研究。一方面致力于通过多学科交叉、干湿结合,开发RNA高级结构解析整合技术;另一方面致力于应用所开发的整合技术,揭示与生命健康密切相关的功能RNA的结构与动态基础,基于理性设计开发靶向RNA和基于RNA的新疗法。课题组目前的主要研究方向为:

1. 长链RNA高级结构解析整合技术开发

  长链RNA(包括长非编码RNA,环状RNA和真核mRNA的非翻译区等)是RNA高级结构研究的难点。由于RNA的固有柔性,应用传统结构研究方法包括X射线晶体学、核磁共振和冷冻电镜对其进行高级结构研究非常具有挑战性。我们将结合化学生物学与合成生物学的进展,整合多种湿实验和计算模拟方法(包括SHAPE-MaP, 小角X射线/中子散射技术、电子顺磁共振/顺磁核磁共振技术、单分子荧光共振能量转移、X射线散射干涉、RNA三级结构预测以及计算模拟等),开发RNA位点特异性与区段选择性标记技术,开发长链RNA高级结构解析整合技术。

2. RNA高级结构与功能研究

  我们将应用传统结构研究方法(X射线晶体学、核磁共振和冷冻电镜)解析具有紧凑折叠的短链RNA(通常100-nt以下)及其与小分子、蛋白质形成复合物的高分辨率结构。基于课题组开发的长链RNA高级结构解析整合技术,我们将开展致病病毒 (包括黄病毒、冠状病毒) RNA、致病细菌(如结核杆菌)RNA、与神经退行性疾病密切相关真核mRNA非翻译区、以及lncRNA, circRNA的结构、相互作用与功能关系的研究。

3. RNA构象动态与功能研究

  RNA的生理功能不仅与其特定的高级结构密切相关,还与RNA响应配体结合或环境变化的构象动态变化密切相关。我们将在部分长链RNA高分辨率结构得到解析的基础上,结合单分子生物物理技术(包括单分子荧光共振能量转移、单分子纳米孔技术等)与系综技术(包括小角射线、电子顺磁共振、X射线散射干涉等)开展相关RNA的构象动态与功能关系研究。

4. 靶向RNA与基于RNA的新疗法开发

  在前期结构-功能关系研究的基础上,课题组将发展RNA的稳定化技术,开发mRNA分子的理性设计和优化策略、发展靶向RNA和RNA结合蛋白的定向降解技术,为开发靶向RNA和基于RNA的生物治疗方案提供依据。

1. Yufan Zhang#, Zhonghe Xu#, Yu Xiao#, Haodong Jiang#, Xiaobing Zuo , Xing Li*,Xianyang Fang*. Structural mechanisms for binding and activation of a contact-quenched fluorophore by RhoBAST.Nature Communications2024, 15(1):4206

2. Xiaolin Niu, Zhonghe Xu, Yufan Zhang, Xiaobing Zuo, Chunlai Chen*,Xianyang Fang*. Structural and dynamic mechanisms for coupled folding and tRNA recognition of a translational T-box riboswitch.Nature Communications2023, 14(1):7394.

3. Jie Deng,Xianyang Fang*, Lin Huang*, Shanshan Li, Lilei Xu, Keqiong Ye*, Jinsong Zhang, Kaiming Zhang*, Qiangfeng Cliff Zhang*. RNA structure determination: From 2D to 3D.Fundamental Research2023, 3 (5): 727-737

4. Keyun Huang,Xianyang Fang*. A review on recent advances in methods for site-directed spin labeling of long RNAs.International Journal of Biological Macromolecules2023, 239:124244.

5. Xiang Chen#, Yan Wang#, Zhonghe Xu#, Meng-Li Cheng, Qing-Qing Ma, Rui-Ting Li, Zheng-Jian Wang, Hui Zhao, Xiaobing Zuo, Xiao-Feng Li,Xianyang Fang*, Cheng-Feng Qin*. Zika virus RNA structure controls its unique neurotropism by bipartite binding to Musashi-1.Nature Communications2023, 14(1): 1134

6. Lilei Xu#, Yu Xiao#, Jie Zhang,Xianyang Fang*. Structural insights into translation regulation by THF-II riboswitch.Nucleic Acids Research2023, 51(2):952-965.

7. Jie Zhang, Binxian Chen,Xianyang Fang*. 3D structural analysis of long non-coding RNAs by SAXS and computational modeling.Methods in Molecular Biology2023, 2568:147-163 (Springer Protocol Book Series).

8.Xianyang Fang*, Jose Gallego*, Yun-Xing Wang*. Deriving RNA topological structure from SAXS.Methods in Enzymology2022, 677:479-529.

9. Yanping Hu#, Yan Wang#, Jaideep Singh#,Ruirui Sun#, Lilei Xu, Xiaolin Niu, Keyun Huang, Guangcan Bai, Guoquan Liu, Xiaobing Zuo, Chunlai Chen, Peter Z. Qin,Xianyang Fang*. Phosphorothioate-based posttranscriptional site-specific labeling of large RNAs for structural and dynamic studies.ACS Chemical Biology2022, 17(9):2448-2460

10. Bingbing Xu#, Changchang Cao#, Hao Chen#, Qiongli Jin#, Guangnan Li#, Junfeng Ma#, Jieyu Zhao#, Jianghui Zhu#, Yiliang Ding*,Xianyang Fang*, Yongfeng Jin*, Chun Kit Kwok*, Aiming Ren*, Yue Wan*, Zhiye Wang*, Yuanchao Xue*, Huakun Zhang*, Qiangfeng Cliff Zhang*, Yu Zhou. Recent advances in RNA structurome.Science China Life Sciences2022,65(7):1285-1324

11. Burkhard Endeward#, Yanping Hu#, Guangcan Bai, Guoquan Liu, Thomas F. Prisner*,Xianyang Fang*. Long-range distance determination in fully deuterated RNA with pulsed EPR spectroscopy.Biophysical Journal2022,121(1):37-43.

12. Xiaolin Niu#, Ruirui Sun#, Zhifeng Chen, Yirong Yao, Xiaobing Zuo, Chunlai Chen*,Xianyang Fang*. Pseudoknot length modulates the folding, conformational dynamics and robustness of Xrn1 resistance of flaviviral xrRNAs.Nature Communications2021, 12(1): 6417

13. Junfeng Ma, Xiang Cheng, Zhonghe Xu, Yikan Zhang, Jaione Valle, Shilong Fan, Xiaobing Zuo, Inigo Lasa,Xianyang Fang*. Structural mechanism for modulation of functional amyloid and biofilm formation by Staphylococcal Bap protein switch.The EMBO Journal2021, 40(14): e107500. (Research Highlight on Nature Chemical Biology 2021, 17: 839)

14. Xiaolin Niu#, Qiuhan Liu#, Zhonghe Xu#, Zhifeng Chen, Linghui Xu, Lilei Xu, Jinghong Li*,Xianyang Fang*. Molecular mechanisms underlying the mechanical anisotropy of flaviviral exoribonuclease-resistant RNAs (xrRNAs).Nature Communications2020, 11(1): 5496. (News and Views on Nature Chemical Biology 2021, 17: 933-934)

15. Yan Wang, Venkatesan Kathiresan, Yaoyi Chen, Yanping Hu, Wei Jiang, Guangcan Bai, Guoquan Liu, Peter Z. Qin*,Xianyang Fang*. Posttranscriptional site-directed spin labeling of large RNAs with an unnatural base pair system under non-denaturing conditions.Chemical Science2020, 11: 9655-9664.

16. Yan Wang, Yaoyi Chen, Yanping Hu,Xianyang Fang*. Site-specific covalent labeling of large RNAs with nanoparticles empowered by expanded genetic alphabet transcription.Proceedings of the National Academy of Sciences2020, 117(37): 22823-22832.

(资料来源:方显杨研究员,2024-09-13)

在职职工
  • 赵卓亚
    2013年获中国科学院植物研究所发育生物学博士学位。现为Fanglab助理研究员,专注于蛋白质样品的制备。
  • 刘秀畅
    2022年获中国科学院生态环境研究中心环境科学博士学位。现为Fanglab博士后,专注于全原子的分子动力学模拟研究。
在学学生
  • 张杰
    普博生(清华学籍),2020年加入Fanglab,目前专注冠状病毒RNA研究以及RNA研究前沿技术开发。
  • 杨熙平
    硕转博研究生,本科毕业于北京师范大学,2022年加入实验室,他的兴趣在于分子动力学模拟,量子化学计算以及RNA高级结构解析整合技术开发。
  • 孙江
    普博生,2022年在集美大学获得硕士学位,于2023年9月加入Fanglab。她对RNA结构生物学感兴趣,目前正学习冷冻电镜技术。
  • 胡梓轩
    普博生,毕业于扬州大学,于2023年加入Fanglab。他对基于RNA的新疗法开发感兴趣,目前正开发RNA研究前沿技术。
  • 张宇帆
    普博生,2022年毕业于河北大学生命科学学院,获硕士学位。2024年正式加入Fanglab,目前正在学习使用X射线晶体学解析RNA的高分辨率结构。
  • 潘鑫
    普博生,2024年毕业于河南农业大学植物保护学院,获硕士学位。2024年正式加入Fanglab。他的工作关注黄病毒非编码RNA的高级结构与功能。
  • 曾文歆
    硕士生,本科就读于重庆大学,于2023年加入Fanglab。目前专注于应用核磁共振研究黄病毒RNA的构象动态。
  • 杨世萍
    硕士生,2023年在兰州大学获得学士学位,同年加入Fanglab。她对长链RNA的高级结构和功能相关研究感兴趣。
  • 赵涵
    硕士生,本科毕业于东北林业大学。她于2024年加入Fanglab,目前在做mRNA的前沿技术研究。
  • 蔡珊珊
    2019年在新疆大学获得学士学位,2019年攻读新疆大学硕士学位并转博。2023年2月加入Fanglab联培。她对长链非编码RNA的结构和功能感兴趣。
  • 林志龙
    2023年毕业于福州大学生物科学与工程学院,获学士学位。于2024年7月加入Fanglab联培,目前工作集中在利用X射线晶体学解析功能RNA与小分子配体复合物的高分辨率结构。
  • 李奕龙
    2023年加入新疆大学攻读硕士学位,2024年6月加入Fanglab联培,他的兴趣集中在mRNA的翻译与调控方面。
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