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伊成器

 

伊成器

 

电子邮件: chengqi.yi(at)pku(dot)edu(dot)cn;

电话: +86-10-62752895;

实验室主页: http://www.yi-lab.org/

 

研究方向:

实验室致力于DNA/RNA修饰及去修饰的生物学通路、功能和机制研究。为了实现这一目标,我们综合运用包括化学生物学、表观遗传学、核酸化学、细胞生物学、生物化学、基因组学和结构生物学等多学科手段,旨在揭示核酸表观遗传修饰的新颖功能和调控机制。

1. RNA修饰和表观转录组学
几十年的研究已经鉴定了100多种转录后修饰。研究人员之前认为,一旦RNA修饰产生,这些共价修饰都是稳定存在、不可逆转的。然而,最近关于6-甲基腺嘌呤(m6A)的一系列研究证明,RNA甲基化也是动态可逆的,并且在基因表达调控中起到重要作用。因此,“表观转录组学”也随之兴起。
除了m6A,转录组上还存在其它表观遗传修饰。我们课题组最近的研究发现,两种之前认为只在非编码RNA上存在的转录后修饰,即假尿嘧啶(Ψ)和1-甲基腺嘌呤(m1A),也广泛存在于哺乳动物的mRNA当中。我们的研究表明这些转录后修饰在转录组中广泛存在,受多种外界刺激的动态调控,并且对于m1A来说,可以被潜在的“eraser”消码器蛋白去甲基化。然而,mRNA上m1A和Ψ修饰的生物学功能还尚不清楚。我们希望利用课题组已经开发的新颖表观转录组测序技术,来阐释这些RNA修饰的功能和调控机制,从而在表观转录组学这个新兴起的学科中发现一片“新大陆”。

2. 依赖于TET和TDG的DNA主动去甲基化
哺乳动物基因组主动去甲基化的新模式,包括了基于TET蛋白(ten-eleven translocation)对5-甲基胞嘧啶(5mC)进行氧化、并产生5-羟甲基胞嘧啶(5hmC)、5-醛基胞嘧啶(5fC)和5-羧基胞嘧啶(5caC),5fC与5caC可在TDG糖基化酶的作用下完成去甲基化。除了作为DNA主动去甲基化的中间产物,这些5mC的氧化衍生物也具有生物学功能。近期证据表明5hmC作为一种稳定的表观遗传修饰,与很多生物学进程和多种疾病密切相关。5fC和5caC是5hmC的进一步氧化产物,在基因组的多个重要区域(例如启动子区与远端调控因子区)积累。我们实验室最近建立了一种全新的5fC全基因组测序技术(cyclization-enabled C-to-T transition of 5fC,fC-CET),这是一种不依赖于亚硫酸氢盐测序的单碱基分辨率5fC测序方法。我们将继续建立精准灵敏的5mC氧化衍生物测序技术,尤其是能应用于单细胞测序和临床研究的技术,来解析这些DNA表观遗传修饰的生物学功能。

3. DNA损伤修复及蛋白质-DNA相互作用
DNA上的异常修饰可能会导致细胞毒性或基因组的不稳定。因此,基因组DNA一旦出现损伤就需要及时被修复。生物体在进化过程中,产生了一系列高效的DNA损伤修复机制;我们通过课题组掌握的一种新颖化学交联技术,对其中碱基切除修复和直接修复两种机制中进行研究。例如,我们最近发表的一项工作揭示了人类DNA糖基化酶NEIL1一种新颖的修复机制:即基于底物异构化的高效识别和修复机制。在这一研究方向中,我们通过整合化学合成、结构生物学、生物化学与生物物理学等多种技术,来研究修复蛋白与核酸的相互作用。

 

代表性科研论文:

1. Chenxu Zhu, Lining Lu, Jun Zhang, Zongwei Yue, Jinghui Song, Shuai Zong, Menghao Liu, Olivia Stovicek, Yi Qin Gao, Chegnqi Yi * (2016). Tautomerization-dependent recognition and excision of oxidation damage in base-excision DNA repair. Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 113, 7792. (*:Corresponding author)

2. Xiaoyu Li, Xushen Xiong, Kun Wang, Lixia Wang, Xiaoting Shu, Shiqing Ma, Chengqi Yi*. (2016). Transcriptome-wide mapping reveals reversible and dynamic N1-methyladenosine methylome. Nat. Chem. Biol., 12, 311.
3. Bo Xia, Dali Han, Xingyu Lu, Zhaozhu Sun, Ankun Zhou, Qiangzong Yin, Hu Zeng, Menghao Liu, Xiang Jiang, Wei Xie, Chuan He*, Chengqi Yi* (2015). Bisulfite-free and Base-resolution Analysis of 5-formylcytosine at Whole-genome Scale. Nat. Methods, 12(11), 1047.
4. Xiaoyu Li, Ping Zhu, Shiqing Ma, Jinghui Song, Jinyi Bai, Fangfang Sun, Chengqi Yi*. (2015). Chemical Pull-Down Reveals Comprehensive and Dynamic Pseudouridylation in Mammalian Transcriptome. Nat. Chem. Biol., 11(8), 592.
5. John Karijolich J, Chengqi Yi, Yi-Tao Yu*. (2015). Transcriptome-wide Dynamics of RNA Pseudouridylation. Nat. Rev. Mol. Cell Biol., 16(10), 581.
6. Xiaoyu Li, Shiqing Ma, Chengqi Yi* (2015). Pseudouridine Chemical Labelling and Profiling. Methods Enzymol., 560, 247.
7. Chenxu Zhu, Chengqi Yi*. (2014). Switching Demethylation Activities between AlkB Family RNA/DNA Demethylases through Exchange of Active-Site Residues. Angew. Chem. Int. Ed. 53(14), 3659.
8. Chengqi Yi, Guifang Jia, Guanhua Hou, Qing Dai, Wen Zhang, Guanqun Zheng, Xing Jian, Cai-Guang Yang, Qiang Cui, Chuan He. (2010). Iron-Catalysed Oxidation Intermediates Captured in a DNA Repair Dioxygenase. Nature, 468, 330.
9. Cai-Guang Yang#, Chengqi Yi#, Erica Duguid, Christopher Sullivan, Xing Jian, Phoebe Rice, Chuan He. (2008). Crystal structures of DNA/RNA Repair Enzymes AlkB and ABH2 Bound to dsDNA. Nature, 452, 961.

 

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