细胞是生命体的基本单元，每个细胞都是一个复杂而精密的生态系统，精心维持着在内外环境中的平衡。细胞内部有着复杂的亚细胞结构，细胞核作为遗传物质的容器，其染色质环境同样复杂，包括染色质的多层级结构、多种DNA代谢事件和表观遗传信息。随着新技术的不断涌现和大数据的不断积累，研究的焦点逐渐从低等模式生物转移到人本身，而研究的层次也将更趋于系统性和整体性。因此，在哺乳动物中，复杂的染色质如何调控DNA代谢等一系列重要的染色质事件，是大数据时代科学发展的一个必然出现的新研究方法，目前有很多重要问题有待解决。

细胞间相互作用是生物系统维系的关键。虽然以免疫系统为研究对象，对细胞之间的信号与功能进行了比较充分的研究，但目前我们所知道的只是其中的冰山一角。在免疫系统中，淋巴细胞B和T细胞表面存在一类多样性和特异性超高的分子──淋巴细胞B和T细胞表面的抗原受体，也即B细胞受体和T细胞受体，前者的分泌形式即抗体。抗体是目前最有价值的分子之一，也是目前蛋白质结构预测不能克服的城堡之一。这两类淋巴细胞受体是人体多样性最高的分子，其调控和功能的复杂性也非传统领域的研究对象可比。而将基因组学方法与免疫学相结合的免疫基因组学则给这个领域带来更加全面而深入的研究模式。

我们实验室将以小鼠和人的免疫细胞为主要研究对象，进行免疫基因组学与DNA代谢相关的机制和应用研究，研究方向集中在：

1. 在哺乳动物复杂的染色质环境下研究DNA复制、DNA损伤和DNA重组的调控方式及与基因组稳定性和肿瘤发生之间的关系；

2. 在时间和空间尺度上研究衰老过程或不同组织细胞功能的变化以及相应的DNA代谢变化，更加深入理解DNA损伤的发生机制和后果；

3. 深入挖掘抗体的发育和成熟机理，并利用合成生物学技术改造细胞，促使其实现抗体生产和定向进化。

代表性研究论文：

1. Wu J#, Liu Y#, Ou L#, Gan T#, Zhangding Z, Yuan S, Liu X, Liu M, Li J, Yin J, Xin C, Tian Y & Hu J (2024). Transfer of mitochondrial DNA into the nuclear genome during induced DNA breaks. Nature Communications. 2024 Nov 1;15(1):9438. doi: 10.1038/s41467-024-53806-0.

2. Liu Y#, Zhangding Z#, Liu X#, Gan T, Ai C, Wu J, Liang H, Chen M, Guo Y, Lu R, Jiang Y, Ji X, Gao N, Kong DC, Li Q & Hu J (2024). Fork coupling directs DNA replication elongation and termination. Science. 2024.Mar; 338(6688):1215-22. doi:10.1126/science.adj7606.

3. Wu J#, Liu Y#, Zhangding Z#, Liu X#, Ai C, Gan T, Liang H, Guo Y, Chen M, Liu Y, Yin J, Zhang W & Hu J (2023). Cohesin maintains replication timing to suppress DNA damage on cancer genes. Nature Genetics. 2023.Aug; 55(8):1347-1358. doi:10.1038/s41588-023-01458-z.

4. Yin J^#, Fang K^#, Gao Y^#, Ou L, Yuan S, Xin C, Wu W, Wu W-W, Hong J, Yang H*, & Hu J* (2022). Safeguarding genome integrity during gene-editing therapy of age-related macular degeneration. Nature Communications. 2022 Dec 22; 13(1):7867. doi: 10.1038/s41467-022-35640-4.

5. Wu J^#, Zou Ziye^#, Liu Y^#,*, Liu X, Zhangding Z, Xu M* & Hu J* (2022). CRISPR/Cas9-induced structural variations expand in T lymphocytes in vivo. Nucleic Acids Research. 2022 Oct 28; 50 (19):11128-11137. doi: 10.1093/nar/gkac887.

6. Xin C^#, Yin J^#, Yuan S, Ou L, Liu M, Zhang W & Hu J (2022). Comprehensive assessment of miniature CRISPR-Cas12f nucleases for gene disruption. Nature Communications. 2022 Sep 24; 13(1):5623. doi: 10.1038/ s41467-022-33346-1.

7. Xie X^#, Gan T^#, Rao B^#, Zhang W, Panchakshari RA, Yang D, Ji X, Cao Y, Alt FW, Meng F-L* & Hu J* (2022). C-terminal deletion-induced condensation sequesters AID from IgH targets in immunodeficiency. EMBO J. 2022 Jun 1; 41(11):e109324. doi: 10.15252/embj.2021109324.

8. Yin J^#, Lu R^#, Xin C^#, Wang Y, Ling X, Li D, Zhang W, Liu M, Xie W, Kong L, Si W, Wei P, Xiao B, Lee HY, Liu T & Hu J (2022). Cas9 exo-endonuclease eliminates chromosomal translocations during genome editing. Nature Communications. 2022 Mar 8; 13(1):1204. doi: 10.1038/s41467-022-28900 -w.

9. Gan T, Wang Y, Schatz DG & Hu J (2021). RAG2 abolishes RAG1 aggregation to facilitate V(D)J recombination. Cell Reports. 2021 Oct 12; 37, 209824. doi:10.1016/j.celrep.2021.109824.

10. Liu M^#, Zhang W^#, Xin C^#, Yin J, Shang Y, Ai C, Li J, Meng F-L & Hu J (2021). Global detection of DNA repair outcomes induced by CRISPR-Cas9. Nucleic Acids Research. 2021 Sep 7; 49 (15):8732-8742. doi: 10.1093/nar/gkab686.

11. Zhang W^#, Yin J^#,*, Zhang-Ding Z, Xin C, Liu M, Wang Y, Ai C & Hu J* (2021). In-depth assessment of the PAM compatibility and editing activities of Cas9 variants. Nucleic Acids Research. 2021 Sep 7; 49(15):8785-8795 doi: 10.1093/nar/gkab507.

12. Liu Y^#, Ai C^#, Gan T^#, Wu J, Jiang Y, Liu X, Lu R, Gao N, Li Q, Ji X & Hu J (2021). Transcription shapes DNA replication initiation to preserve genome integrity. Genome Biology. 2021 Jun 9; 22 (1):176. doi: 10.1186/s13059-021-02390-3.