孙博

发布者：苏迪内部人员发布时间：2022-11-08浏览次数：250

1. 2018年6月13日，我们与康奈尔大学Michelle D. Wang课题组合作在学术期刊《自然-通讯》（Nature Communications）上在线发表题为“Helicase promotes replication re-initiation from an RNA transcript”的研究论文。该论文以噬菌体T7复制体为研究模型，使用单分子光镊操纵技术揭示了复制体在暂停DNA复制后，利用下游RNA转录体重启复制的新机制。该工作不仅体现了解旋酶在复制过程中除解旋双链DNA外的多种功能角色，也为理解转录如何帮助复制体在复制起点启动复制的工作机制提供了线索。

图1：复制体利用RNA转录体为引物克服损伤重启复制。

2. 2019年11月13日，我们与南京医科大学沈彬课题组合作在学术期刊《科学-进展》（Science Advances）上在线发表题为“The post-PAM interaction of RNA-guided spCas9 with DNA dictates its target binding and dissociation”的研究论文。该论文使用单分子光镊技术揭示Cas9蛋白与靶向DNA之间相互作用的重要结合位点，并阐明这些位点在该蛋白与DNA结合、解离等过程中的重要调控作用。该工作为进一步优化Cas9活性、减少脱靶提供了重要的分子基础及新思路。

图2: A, Cas9单分子光镊实验示意图; B-G, Cas9/sgRNA/DNA结合位点及强度。

3. 2020年2月25日，我们与法国国家科学研究中心奚绪光课题组合作在学术期刊《eLife》上在线发表题为“Human RPA activates BLM's bidirectional DNA unwinding from a nick”的研究论文。该论文首次揭示了修复型DNA解旋酶Bloom syndrome helicase（BLM）在人类复制蛋白A（human Replication Protein A, hRPA）的协助下由双链DNA中的单链断裂（nick）处起始双向解旋的模式和机制。这项工作不仅报道了BLM解旋酶一种新型工作模式，同时也为理解其参与DNA损伤修复过程的潜在功能提供了新的线索。

图3：A, BLM解旋DNA的荧光光镊实验；B, hRPA的荧光信号表明BLM由DNA nick处起始的单向以及双向解旋。

4. 2020年8月13日，我们课题组在学术期刊《EMBO Reports》上在线发表题为“Dynamics of Staphylococcus aureus Cas9 in DNA target association and dissociation”的研究论文。该论文揭示了金黄色酿脓葡萄球菌中的SaCas9蛋白与靶标DNA结合、解旋、切割以及解离这一动态过程的分子机制以及两者之间的稳定互作位点，对其作为DNA工具的开发和应用具有重要的指导意义。

图4：A, 单分子荧光光镊技术观测SaCas9；B, SaCas9结合、解旋、切割以及释放靶向DNA的动态示意图。

5. 2021年3月30日，我们课题组在学术期刊《The Journal of Physical Chemistry Letters》上在线发表题为“Proximal single-stranded RNA destabilizes human telomerase RNA G-quadruplex and induces its distinct conformers”的研究论文。该论文以人类端粒酶RNA序列为实验对象，使用圆二色谱，核磁共振，单分子荧光共振能量转移，单分子光镊以及体外酶切等实验手段发现近邻单链核酸对RNA G-四链体稳定和构象变化均有影响。该工作对RNA G-四链体的稳定性和折叠动力学提供了新见解。

图5：A-H, 单分子光镊及体外酶切实验检测RNA G-四链体结构稳定性。

6. 2021年11月25日，我们与南京医科大学沈彬课题组合作在学术期刊《核酸研究》（Nucleic Acids Research）上在线发表题为“Efficient DNA interrogation of SpCas9 governed by its electrostatic interaction with DNA beyond the PAM and protospacer”的研究论文。该论文明确SpCas9位于1151-1156中的四个赖氨酸（lysine）通过静电力与PAM和protospacer外的DNA互作，并揭示了该位点在调控SpCas9靶向DNA中的功能及机制。

图6：后PAM作用位点调控SpCas9采样及解旋DNA的分子机制模型。

7. 2022年6月3日，我们课题组在学术期刊《美国科学院院报》（PNAS）上在线发表题为“The convergence of head-on DNA unwinding forks induces helicase oligomerization and activity transition”的研究论文。该论文报道了一种解旋酶通过蛋白聚集状态的改变来调整活性及功能的新路径，并为研究蛋白质寡聚状态和功能的关系提供了参考模型。

图7：A, BLM对向解旋并聚集后实现单链DNA滑动；B, BLM解旋酶活性转换模型。

8. 2022年7月29日，我们课题组在学术期刊《核酸研究》（Nucleic Acids Research）上在线发表题为“Stochastically multimerized ParB orchestrates DNA assembly as unveiled by single-molecule analysis”的研究论文。该论文报道了染色体分离相关蛋白ParB通过多聚化来桥接、运输DNA等独特特性，为理解ParABS系统调节染色体分离提供了重要的分子基础。

图8：ParB多聚体组织DNA组装的分子机制模型。

9. 2022年8月3日，我们与中科院生物与化学交叉中心刘聪课题组合作在学术期刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）上在线发表题为“Bloom syndrome helicase compresses single-stranded DNA into phase-separated condensates”的研究论文。该论文报道了BLM解旋酶通过相分离压缩单链DNA并与之形成共凝聚体，为BLM过表达导致基因组不稳定的分子机制提供了新的见解。

图9：A, 单分子荧光光镊实验示意图；B, BLM过表达导致基因组不稳定模型。

10. 2022年11月3日，我们课题组在学术期刊《欧洲分子生物学学会杂志》（The EMBO Journal）在线发表题为“Discrete RNA–DNA hybrid cleavage by the EXD2 exonuclease pinpoints two rate-limiting steps”的研究论文，报道了外切酶EXD2非连续性降解核酸的新机制。该工作为理解外切酶协调高级结构核酸的分解与降解提供了新的视角，也为明确EXD2的体内功能提供了重要参考。

图10：EXD2切割RNA–DNA杂合体的动力学模型。

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