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
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
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
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(资料来源:方显杨研究员,2024-09-13)