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李晴

李晴

 

电子邮件: Li.qing(at)pku(dot)edu(dot)cn;

电话: +86-10-62752516;

实验室主页: http://www.bio.pku.edu.cn/index.php?id=128&action=showmember&uid=158

 

研究方向染色质复制与表观遗传信息传递 (Chromatin Replication & Epigenetic Inheritance)

后基因组时代生命科学领域的一个关键问题是多细胞生物如何将同一个基因组展示成众多形态与功能迥异的不同类型细胞的转录组,例如人体中高度分工的数百种细胞。表观遗传学正是为了回答这一关键科学问题而兴起的新兴学科。表观遗传的核心是染色质层面的调控,在生殖发育、细胞编程与重编程、衰老与疾病发生等过程中发挥关键作用。研究表明几乎所有的表观遗传事件都与染色质息息相关,因为染色质是DNA所编码的基因信息的解调器。

作为染色质的基本结构单位,核小体由147bp DNA缠绕一个组蛋白八聚体核心约两圈组成,该八聚体核心包括一个组蛋白H3-H4四聚体和两个组蛋白H2A-H2B二聚体。核小体在辅助因子的作用下层层折叠,组装成高度有序的染色质,有效的压缩和保护DNA且蕴藏丰富的表观遗传信息,在时空间上精细调节基因组的转录和复制,确保生命个体的正常发育并对外界刺激做出应答。表观遗传信息的传递包括了染色质的复制和伴随复制发生的表观遗传信息在子代间的分配。DNA复制过程中,复制叉前的核小体必须解组装,暴露出DNA作为复制模板,回收的父本”组蛋白和新合成”的组蛋白在新生DNA子链上重新组装成核小体,恢复染色质结构,这个过程被称为DNA复制偶联的核小体组装。随后有丝分裂通过某种机制将两条姐妹染色体及其携带的表观遗传信息被分配到两个子细胞中,根据子细胞获得表观遗传信息与母细胞的异同,决定了细胞是增殖或者分化。DNA复制偶联核小体组装受分子伴侣和组蛋白修饰调控,也和复制体组分密切相关,是染色质复制的第一步,关键一步,也是理解表观遗传信息在细胞分裂过程中继承机制这一表观遗传学关键科学问题的第一步。因此从染色质复制出发来研究表观遗传信息的传递机制,有助于理解生命发展过程的最基本的规律。数据表明,该过程的失调与多种疾病相关,包括肿瘤、神经退行性病变和早衰等,因此研究染色质复制和表观遗传信息传递有助于解析人类重要疾病发生和发展的分子机理,为肿瘤干细胞治疗,组织修复及药物设计等提供理论指导。

本实验室致力于探索染色质复制与表观遗传信息传递(Chromatin Replication and Epigenetic Inheritance)的分子机制,围绕解析染色质复制的机制,研究染色质复制在表观遗传信息传递中的作用,探讨表观遗传信息,基因组稳定性和细胞命运决定之间的关系。生命科学的核心问题之一是染色质结构所蕴含的表观遗传信息在细胞有丝分裂过程中传递到子细胞中。表观遗传信息传递的“启始”步骤发生在S期,伴随着整个基因组准确复制, 新合成的DNA的染色质高级结构必须重新建立来恢复细胞的整个表观遗传信息组。已有的研究结果表明DNA复制和染色质重建时相互偶联的,是生命个体正常发育的基础,因而对人类健康产生深远的影响。我们实验室一直在研究染色质复制和表观遗传信息传递的分子机制,以酵母和哺乳动物细胞为模式,从DNA复制偶联的核小体组装入手,研究染色质复制参与调节基因组稳定性及表观遗传信息传递等方面的机制。研究方向主要包括:

1DNA复制偶联的核小体组装机制;

2、表观遗传信息在子代细胞的分配机制;

3、染色质复制维持基因组稳定性的机制。

 

代表性科研论文:(# 共同第一作者, *通讯作者)

1.    Shaofeng Liu, Zhiyun Xu, He Leng, Pu Zheng, Jiayi Yang, Kaifu Chen, Jianxun Feng, Qing Li*, RPA binds histone H3-H4 and functions in DNA replication–coupled nucleosome assembly, Science, 2017,355:415-420.

2.    Jianxun Feng, Haiyun Gan, Matthew L. Eaton, Hui Zhou, Shuqi Li, Jason A. Belsky, David M. MacAlpine, Zhiguo Zhang* and Qing Li*, Non-coding transcription is a driving force for nucleosome instability in spt16 mutant cells, Molecular and Cellular Biology, 2016, 36:1856-1867.

3.    Jiayi Yang, Xu Zhang, Jianxun Feng, He Leng, Shuqi Li, Junyu Xiao, Shaofeng Liu, Zhiyun Xu, Jiawei Xu, Di Li, Zhongshi Wang, Jingyang Wang, Qing Li*The Histone Chaperone FACT Contributes to DNA Replication-Coupled Nucleosome AssemblyCell Reports201614:1128-1141.

4.    Dan Su#, Qi Hu#, Qing Li#, James R. Thompson, Gaofeng Cui, Ahmed Fazly, Brian A. Davies, Maria Victoria Botuyan, Zhiguo Zhang* & Georges Mer*. Structural basis for recognition of H3K56-acetylated histone H3–H4 by the chaperone Rtt106 , Nature , 2012 ,483:104-7.

5.    Qing Li, Ahmed Fazly, Hui Zhou, Shengbing Huang, Zhiguo Zhang* and Bruce Stillman*. The Elongator complex interacts with PCNA and modulates transcriptional silencing and sensitivity to DNA damage agents. PLoS Genetics 2009, 5 (10): e1000684. 

6.    Qing Li, Hui Zhou, Hugo Wurtele, Brian Davies, Bruce Horazdovasky, Alain Verreault* and Zhiguo Zhang*. Acetylation of Histone H3 lysine 56 regulates CAF-1 dependent nucleosome assembly. Cell 2008, 134: 244-255.

 

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