脉孢菌分子遗传学课题组


研究组长：刘晓
电话/传真：86-
电子邮件： liux@im.ac.cn 通讯地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，100101
教育经历
2009.09-2014.07 中国农业大学，博士
2005.09-2009.07 山东农业大学, 本科
工作经历
2019.03-present 中国科学院微生物研究所真菌学国家重点实验室，项目研究员
2014.10-2019.03 美国德克萨斯大学西南医学中心，博士后
获奖情况
2014年 北京市优秀毕业生
2013年 中国农业大学校长奖学金
2013年 博士研究生国家奖学金
2011年 研究生创新专项项目基金
研究方向及研究内容
生物钟是指生物生命活动的内在节律性，对于生物有效适应地球环境具有重要意义。生物钟几乎存在于所有生物体内，并通过生化反应、细胞、发育和行为等层面表现出来。生物钟基因突变会引发不同的人类疾病，例如睡眠障碍、情绪低落、代谢综合症以及癌症等。脉孢菌作为简单的真核生物，易于进行遗传操作，是研究生物钟的最佳模式生物之一。由于脉孢菌生物钟运行机制与高等哺乳动物相似，对脉孢菌生物钟的研究将促进我们对生物钟运行机制的理解，并对其它物种生物钟的研究具有指导意义。 课题组以脉孢菌为研究材料，通过遗传筛选和构建突变体进行表型分析，利用分子生物学和生物化学方法解析分子机制，阐明相关因子在生物钟系统中的作用机理。主要研究内容包括：
1. 转录因子和表观遗传调控因子对生物钟基因表达的调控作用。通过遗传筛选寻找特异调控生物钟基因表达以及特异被生物钟调控的因子。
2. 生物钟与体内各类信号通路的相互调控关系。生物钟通过与体内信号通路相互作用发挥功能，共同调控基因节律性表达。相关研究将促进我们对生物钟运行机制和生物钟对其他信号通路调控作用的理解。
3.生物钟的温度补偿机制。温度补偿是生物钟的一个重要特征，但是至今没有公认的解释机制。通过遗传筛选新的生物钟温度补偿调控因子，构建温度补偿调控网络，有助于解决这一长期争论的科学问题。
4.生物钟对真菌发育、代谢和侵染的调控作用。生物钟控制的基因在生命活动中发挥着重要生理调控作用，例如转录因子和激酶参与真菌发育、侵染以及代谢产物的表达。我们将研究生物钟系统如何通过控制转录因子和激酶等基因表达，进一步调控真菌的致病性和代谢产物的表达。

代表性论文
1. Liu X, Dang Y, Matsu-Ura T, He Y, He Q, Hong CI, Liu Y. DNA replication is required for circadian clock function by regulating rhythmic nucleosome composition. Mol Cell. 2017 Jul 20;67(2):203-213.e4. (Highlighted by Nature Reviews Molecular Cell Biology)
2. Cao X*, Liu X*, Li H, Fan Y, Duan J, Liu Y and He Q. Transcription factor CBF-1 suppresses frequency transcription by modulating the proper binding of WHITE COLLAR complex in Neurospora. PLoS Genet. 2018 Sep; 14(9): e**. (* equal contribution)
3. Gai K, Cao X, Dong Q, Ding Z, Wei Y, Liu Y, Liu X, He Q. Transcriptional repression of frequency by the IEC-1-INO80 complex is required for normal Neurospora circadian clock function. PLoS Genet. 2017 Apr 12;13(4):e**.
4. Sun G*, Zhou Z*, Liu X*, Gai K, Liu Q, Cha J, Kaleri FN, Wang Y, He Q. Suppression of WHITE COLLAR-independent frequency transcription by histone H3 lysine 36 methyltransferase SET-2 is necessary for clock function in Neurospora. J Biol Chem. 2016 May 20;291(21):11055-63. (* equal contribution)
5. Liu X, Li H, Liu Q, Niu Y, Hu Q, Deng H, Cha J, Wang Y, Liu Y, He Q. Role for protein kinase A in the Neurospora circadian clock by regulating White Collar-independent frequency transcription through phosphorylation of RCM-1. Mol Cell Biol. 2015 Jun;35(12):2088-102.
6. Zhou Z*, Liu X*, Hu Q*, Zhang N, Sun G, Cha J, Wang Y, Liu Y, He Q. Suppression of WC-independent frequency transcription by RCO-1 is essential for Neurospora circadian clock. Proc Natl Acad Sci U S A. 2013 Dec 10;110(50):E4867-74. (* equal contribution)
代表性图片


图1. 生物钟与细胞周期相互依赖模型图
DNA replication is required for circadian clock function by regulating rhythmic nucleosome composition. Liu X, et al., Mol Cell. 2017. (Highlighted by Nature Reviews Molecular Cell Biology)



图 2. RCO-1/RCM-1及PKA调控WC-independent frq 转录模型图
Role for protein kinase A in the Neurospora circadian clock by regulating White Collar-independent frequency transcription through phosphorylation of RCM-1. Liu X, et al., Mol Cell Biol. 2015
Suppression of WC-independent frequency transcription by RCO-1 is essential for Neurospora circadian clock. Zhou Z*, Liu X*, Hu Q*, et al., PNAS. 2013