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高冠军, PhD副教授 研究员 博士生导师

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表观遗传与基因编辑研究组

课题组长

姓名:

高冠军副教授 研究员 博士生导师, PhD, 副教授

职务:

所在院所:

生命科学与技术学院

荣誉称号:

教育经历:
  • 1992/09—1996/07,扬州大学,学士
  • 2000/09—2005/07,浙江大学,博士
博士后及工作经历:
  • 2006/02—2009/12,美国国立卫生研究院,美国国家癌症研究所,博士后
  • 2010/01—2010/12,美国国立卫生研究院,美国国家癌症研究所,研究员
  • 2011/01—2016/09,清华大学,生命科学学院,博导,研究员
  • 2016/09—2017/11,清华大学,生命科学学院,博导,副教授,研究员
  • 2017/11—至今,上海科技大学,生命科学与技术学院,副教授(TENURE-TRACK)

课题组简介

研究方向:
表观遗传与基因编辑
研究内容:

1.精准基因组编辑及表观基因编辑技术在基础研究及临床方面的开发和应用

2.解码组蛋白表观修饰与癌症、天然免疫、干细胞分化、发育及行为学之间的分子联系

3.非编辑RNA与RNA修饰的生物学功能及表观调控分子机制

4.染色质3D结构与胚胎早期发育染色质重编程的关系

课题组网站:

研究成果展示

1.基因编辑技术研发与应用

(1) 精准基因组编辑: 虽然Cas9蛋白靶向基因组序列相对精确,但细胞对由此产生的双链断裂的修复并不精确。碱基编辑技术与新一代的先导编辑虽能在靶向位点引入准确的突变,但往往受限于编辑长度影响,且脱氨酶或者逆转录酶的过量表达,对于基因组稳定性来说存在着不可忽视的风险。同源重组作为DNA双链断裂后精准修复的方式,在细胞内发生的频率却相对较低。目前,本课题组正在开发一种简易通用的方法来提高细胞内发生同源重组的比率,从而实现高效率的基因或大片段的敲入,缺失,替换等,并在基因治疗领域发挥重要作用 (Yu et al., 2013, Genetics; Xue et al., 2014, G3; Xiao et al., 2017, Nature Microbiology;Gao et al., 2022, Nucleic Acids Research)。


(2) 表观基因编辑:  不改变基因结构而对基因进行可控的调节(沉默与激活)对研究基因的功能必不可少。传统RNAi效率较高,但脱靶严重;CRISPRi技术效率一般且存在脱靶风险。课题组目前正在开发一种基于非编辑RNA技术的全新基因调控技术,从而可以实现基因原位高效沉默以及最低的脱靶效应 (Xue et al., 2014, G3)。



2.表观遗传学功能及机制

表观遗传学是研究在DNA序列不改变的前提下,环境是如何通过影响基因的工作方式而导致细胞和生物个体行为的改变。

(1) 非编辑RNA(non-coding RNA):  人类只有约2%蛋白质编码基因,而98%的基因组却能编码non-coding RNA,然而他们的生物学功能成为基因组研究领域的“暗物质”。课题组目前正通过动物突变模型研究非编辑RNA的生物学功能,并阐明其对靶基因表达的调控机制 (Gerstein et al., 2014, Nature; Wen et al., 2016, Genome Research)。


(2) RNA表观修饰:  近年发现,RNA分子上存在约170种共价修饰。RNA修饰可以调控RNA的翻译,改变RNA的稳定性,影响mRNA的代谢与功能,甚至可以直接改变氨基酸的组成。如m6A、m5C、A-to-I、ψ(pseudouridine)修饰等。课题组目前正通过动物模型研究这些新型RNA修饰在动物水平的生物学功能,并阐明其表观修饰与癌细胞转移、干细胞分化、基因组稳定性、免疫方面的关系 (Zhang et al., 2022, Under review)。



(3) 组蛋白表观修饰:   组蛋白可以通过共价修饰改变染色质的结构从而调控靶基因的表达。课题组目前正通过动物突变体模型研究组蛋白重要位点的甲基化、乙酰化、磷酸化等修饰与动物的发育缺陷、先天免疫、肿瘤的形成和转移、同性恋等社会行为的相关性。并阐明其内在的分子调控机制 (Zhang et al., 2019, Developmental Cell; Zhang et al., 2022, Open Biology; Wang et al., 2022, in preparation)。

代表性论文(*第一作者,#通讯作者)

专著

专利

  • 1. 高冠军课题组,一种新型基因编辑方法,中国,202110831634.1,发明专利

项目

  • 1. 新型基因打靶技术的建立与应用,国家自然科学基金,项目负责人
  • 2. 父源CenH3介导的表观修饰机制,国家自然科学基金,项目负责人
  • 3. 组蛋白密码功能,国家自然科学基金,项目负责人
  • 4. 长链非编码RNA的表观调控功能及机制,国家自然科学基金重大研究计划,项目负责人
  • 5. 连接组蛋白的调控功能,上海市科技创新行动计划,项目负责人
  • 6. 生殖发育中磷酸化作用机制,国家自然科学基金,项目负责人

奖励

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课题组成员及合影

  • 姓名:张雪迪
    身份:博士后
    在组时间:2019/07-至今
    邮箱:zhangxd@shanghaitech.edu.c
  • 姓名:王菁桢
    身份:博士后
    在组时间:2019/07-至今
    邮箱:wangjzh@shanghaitech.edu.cn
  • 姓名:吴翔宇
    身份:博士后
    在组时间:2020/11-至今
    邮箱:Xiangyu.Wu@xjtlu.edu.cn
  • 姓名:郑杰
    身份:博士研究生
    在组时间:2019/09-至今
    邮箱:zhengjie1@shanghaitech.edu.cn
  • 姓名:刘鸿运
    身份:硕士研究生
    在组时间:2018/09-至今
    邮箱:liuhy6@shanghaitech.edu.cn
  • 姓名:彭举
    身份:博士研究生
    在组时间:2019/09-至今
    邮箱:peng@shanghaitech.edu.cn
  • 姓名:高凯旋
    身份:硕士研究生
    在组时间:2019/09-至今
    邮箱:Gaokx@shanghaitech.edu.cn
  • 姓名:郭燕
    身份:硕士研究生
    在组时间:2021/03-至今
    邮箱:guoyan@shanghaitech.edu.cn
  • 姓名:孙昂扬
    身份:博士研究生
    在组时间:2021/03-至今
    邮箱:sunay@shanghaitech.edu.cn
  • 姓名:禹鹏飞
    身份:硕士研究生
    在组时间:2020/11-至今
    邮箱:yu1091643651@163.com
  • 姓名:付鹏冲
    身份:硕士研究生
    在组时间:2020/10-至今
    邮箱:3212004912@qq.com
  • 姓名:史王飞
    身份:硕士研究生
    在组时间:2021/09-至今
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  • 姓名:王明耀
    身份:硕士研究生
    在组时间:2021/09-至今
    邮箱:


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