探索DNA修复的秘密——酵母群体基因组学分析方面取得新进展

admin   2018-05-19 02:15:58   13585

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课题组:高峰

  DNA双链断裂将会导致染色体断裂和细胞死亡,而修复不当则可能引起基因突变、插入、缺失、易位甚至染色体结构或数量异常以及基因组稳定性失控等一系列问题。为此,细胞演化出了多种DNA修复系统,其中同源重组以同源序列为模板,可准确无误地修复DNA双链断裂。究竟哪些生物学功能或通路相关的序列高度依赖于同源重组修复?目前人们对于这一问题的认知还非常有限。long8唯一官方网站最近在这方面有了突破。

  基于群体基因组学的重组分析,long8唯一教授、long8唯一官方网站生物信息中心高峰教授课题组发现存在重组DNA双链断裂的基因显著出现在特定疾病和适应性相关的生物学通路中,表明同源重组在疾病与环境适应性相关的DNA双链断裂修复中发挥了极为重要的作用。该研究从一个全新的角度揭示了真核生物同源重组修复的生物学意义,由于酵母和人类在众多生物学机制方面高度保守,所以还有助于针对特定人类疾病开发新的治疗策略。展望未来,这一发现也许对治疗阿兹海默症、帕金森症等神经系统疾病和非酒精性脂肪肝病等代谢性疾病以及药物代谢等方面有着广泛应用前景。

  另外,高峰教授课题组此前还对广泛分布于世界各地近百个酿酒酵母菌株的基因组进行了生物信息学分析,检测出酿酒酵母基因组种内超级保守序列。通过对超级保守序列进行功能分析发现,这些序列除了参与酿酒酵母基本的生物学功能以外,还参与了细胞的酸分泌、营养感受以及转运等方面的生物学途径。这表明在长期的进化过程中,酿酒酵母通过超级保守的分子机制,维持着其强的酸胁迫适应能力和优异的营养感受与转运能力。

  以上研究成果均发表在生物信息学领域顶尖杂志《生物信息学》上。理学院博士生杨志凯是这两篇论文的第一作者,高峰教授为通讯作者。在酵母基因组研究方面,高峰教授作为系统生物工程教育部重点实验室、天津化学化工协同创新中心“合成生物技术研究平台”以及“合成生物学与生物加工过程”国家自然科学基金创新群体骨干成员,还参与了酿酒酵母基因组合成计划,作为共同作者在Science杂志联合发表了酵母基因组10号染色体的合成工作。 

  高峰教授主要从事微生物基因组生物信息学与合成生物学研究,已在Science等刊物发表论文50余篇。其中,在Nucleic acids research、PNAS和Bioinformatics(5篇)等国际知名学术刊物上发表第一(通讯)作者SCI论文36篇,获Science、Nature和Nature Biotechnology等杂志引用。目前担任F1000Prime专家成员(F1000Prime: Faculty Member),Frontiers in Microbiology和Frontiers in Genetics 杂志副主编,Briefings in Bioinformatics、Genomics Proteomics & Bioinformatics和Scientific Reports等SCI刊物编委,中国细胞生物学学会功能基因组信息学与系统生物学分会理事和中国遗传学会生物大数据专业委员会委员等,还曾担任教育部科技奖励、教育部学位与研究生教育发展中心第四轮学科评估通讯评审专家以及国家重点研发计划生物安全重点专项预算终评专家等。



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