中科院上海营养与健康研究所固定学术报告:基于光遗传学的单细胞代谢分析

作者: 2019-09-30 来源:
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主题:基于光遗传学的单细胞代谢分析

报告人:杨弋 华东理工大学药学院教授

主持人:王泽峰 中科院计算生物学重点实验室研究员

时间:2019年10月9日(周三)16:00

地点:生科大楼报告厅

报告摘要:

光具有高时间、空间分辨的特性,因此利用光来对细胞分子过程进行成像及操纵具有重要的意义。细胞内存在种类众多,功能各异的蛋白质、RNA与代谢物。如何对他们的合成、修饰、降解和调控进行时空分辨的监测,这是生命科学研究面临的重要技术挑战。在科学历史上,人们利用荧光蛋白“点亮”细胞内蛋白质,实现了生命动态过程中蛋白质分子的可视化。但迄今为止,RNA研究领域还没有出现类似于荧光蛋白这样简单有效的活细胞荧光标记工具。我们基于合成生物学及化学生物学原理,成功构建了系列高性能荧光RNA,在国际上首次实现了动物细胞内不同种类RNA的标记与无背景成像。与现有技术相比,这类荧光RNA在亲和力、稳定性、信噪比、活细胞荧光亮度等方面提升了一到三个数量级,实现了荧光RNA从概念到实用的突破,为活细胞中RNA的功能研究提供极具价值的工具。在细胞内代谢物的监测上,我们发展了一系列高选择性、高动态范围的遗传编码的荧光探针。利用这些探针,我们进行了细胞内代谢物如NADH、葡萄糖等代谢物与酶底物的高时空分辨、高通量的原位检测;并分析了在药物及基因调控等作用下,这些细胞分子过程发生扰动的有趣现象,提出了新的机制。此外,我们通过理性设计与筛选,得到了系列光敏感的转录因子,并利用其在不同模式生物中建立了简单、稳定的光调控基因表达系统,在细胞水平及整体动物水平上实现对基因表达的时间、空间双重控制。以上的这些基于光敏蛋白分子的研究方法将可为生命科学基础研究提供有用工具,并可用于疾病诊疗、药物筛选、生物工程、代谢工程等应用基础领域。

报告人简介:

杨弋 博士,长江学者特聘教授,国家杰出青年基金获得者,国家万人计划科技创新领军人才计划入选者,生物反应器工程国家重点实验室副主任。主要研究方向为利用合成生物技术与光遗传学技术控制与监测细胞内分子过程;癌症及代谢类疾病药理及药物筛选技术;蛋白质药物生产技术。研究成果以通讯及共同通讯作者身份发表在Nature Biotechnology、Nature Methods(2篇)、Nature Protocols(2篇)、Cell Metabolism(3篇)、Cell Research、Angew Chem Int Ed等一流期刊,并申请获得多项国际、国内发明专利。所发展的各种前沿技术受到了许多国际同行的关注,已被全球600余实验室跟踪应用。

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