杨弋 教授orcid.org/0000-0001-7896-1184
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生物化学与分子生物学专业：博士生导师/硕士生导师
生物工程专业：博士生导师/硕士生导师/工程硕士导师
药学专业：博士生导师/硕士生导师
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【个人简介】
华东理工大学****，生物反应器工程国家重点实验室副主任，华东理工大学光遗传学与合成生物学交叉学科研究中心主任。国家****基金获得者，入选多个国家、教育部及上海市人才计划与荣誉称号。1990年由湖北省黄冈中学考入清华大学生物科学与技术系，1995年获得学士学位。1999年获清华大学生物化学博士学位。毕业后赴美哈佛大学医学院进行金属硫蛋白的博士后研究工作。2002年转至波士顿大学医学院，从事一氧化氮自由基生物学，巯基组学及心血管疾病的研究。2005年成为哈佛医学院及其附属的Brigham & Women’s医院的生物化学副研究员及医学讲师。2006年回国并被聘为华东理工大学药学院及国家生物反应器工程重点实验室****，从事合成生物学与光遗传学前沿技术发展与应用研究。现任中国生物化学与分子生物学会理事，中国生物化学与分子生物学会酶学专业委员会副主任及秘书长，中国细胞生物学学会理事，上海市细胞生物学学会副理事长、上海市生物化学与分子生物学学会副理事长。

【研究生培养】
所培养的多个博士、硕士研究生与团队成员曾获国家自然科学基金委优秀青年基金、中国科协青年托举人才、上海市青年科技英才、上海市科技创新启明星、上海市青年拔尖人才、上海市青少年科技创新市长奖、上海市高校研究生生命科学论坛一等奖、上海市青少年“明日科技之星”、“上汽教育杯”高校学生科技创新作品展评特等奖、上海市挑战杯竞赛一等奖、上海高校学生创造发明创新“科创杯”一等奖、上海市优秀博士论文等。
本实验室研究生将在实验技术和仪器分析上受到严格科学训练。研究领域涉及合成生物学、光遗传学、化学生物学、药理学、药物筛选、生物化学与分子生物学、生物技术，学科交叉性与前沿性较强，研究对象从蛋白质、基因、细菌、酵母、动物细胞一直到活体动物都可能涉及，因此对学生的主动性、动手能力与执行力要求更高。欢迎追求卓越的同学加盟本实验室。

【主要研究方向】
主要研究对象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的前沿技术；癌症及代谢类疾病药理及药物筛选技术；蛋白质特异性标记、翻译后修饰的鉴定、与细胞内原位成像；蛋白质药物生产技术。在华东理工大学工作期间，建立了针对蛋白质二硫键与相邻巯基的荧光探针及原位与活细胞成像技术，揭示了线粒体对这些巯基修饰形式的调控作用，进而发展了高效表达药用蛋白的基因表达系统；发明了一系列特异性检测细胞内核心代谢物NAD、NADH、NADPH的基因编码荧光探针Frex、SoNar、iNaps与FiNad，实现了在活体动物及活细胞各亚细胞结构中对细胞代谢的动态检测与成像，进一步利用这些探针发现了高效选择性的抗癌药物，揭示了其机制；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，体现了荧光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；发明了简单实用的LightON动物细胞光控基因表达系统，首次实现了光对哺乳动物组织内基因表达的控制。所发明的前沿生物技术受到了许多国际同行的关注。目前已有全球有600余实验室使用我们发展的各种前沿研究技术进行研究，其中哈佛大学、MIT、京都大学等科学家的应用我们技术的研究成果已经发表于Science、Cell Metabolism等一流期刊。


【代表性研究成果】
已在Nature Biotechnology，Nature Methods（2篇），Nature Protocols（2篇）,Cell Metabolism（3篇），Developmental Cell，Cell Research, Nucleic Acids Res (2篇），Angewandte Chemie等刊物通讯作者或者共同通讯作者发表论文8０余篇，授权国家发明专利10项，国际专利4项。代表性论著如下：

1. Zou Y, Wang A, Huang L, Zhu X, Hu Q, Zhang Y, Chen X, Li F, Wang Q, Wang H, Liu R, Zuo F, Li T, Yao J, Qian Y, Shi M, Yue X, Chen W, Zhang Z, Wang C, Zhou Y, Zhu L, Ju Z, Loscalzo J, Yang Y*, and Zhao Y*. Illuminating NAD+ Metabolism in Live Cells and In Vivo Using a Genetically Encoded Fluorescent Sensor.Developmental Cell 2020, 53, 240-252.2. Gu H, Chen C, Hao X, Su N, Huang D, Zou Y, Lin SH, Chen X, Zheng D, Liu L, Yu Z, Xie L, Zhang Y, He X, Lai X, Zhang X, Chen GQ, Zhao Y*, Yang Y*, Loscalzo J and Zheng J*, MDH1-mediated malate-aspartate NADH shuttle maintains the activity levels of fetal liver hematopoietic stem cells, Blood2020, 136, 553-571.3. Li X, Zhang C, Xu X, Miao J, Yao J, Liu R, Zhao Y, Chen X* and Yang Y*, A single-component light sensor system allows highly tunable and direct activation of gene expression in bacterial cells, Nucleic Acids Research. 2020, 48, e33. 4. Zhang Z, Cheng X, Zhao Y* and Yang Y*, Lighting Up Live-Cell and In Vivo Central Carbon Metabolism with Genetically Encoded Fluorescent Sensors, Annu Rev Anal Chem2020, 10.1146/annurev-anchem-091. Chen X, Zhang D, Su N, Bao B, Xie X, Zuo F, Yang L, Wang H, Jiang L, Lin Q, Fang M, Li N, Hua X, Chen Z, Bao C, Xu J, Du W, Zhang L, Zhao Y, Zhu L*, Loscalzo J and Yang Y*, Visualizing RNA dynamics in live cells with bright and stable fluorescent RNAs,Nature Biotechnology,2019, 37，1287-1273.6. Hao X, Gu H, Chen C, Huang D, Zhao Y, Xie L, Zou Y, Shu HS, Zhang Y, He X, Lai X, Zhang X, Zhou BO, Zhang CC, Chen GQ, Yu Z*, Yang Y*and Zheng J*, Metabolic Imaging Reveals a Unique Preference of Symmetric Cell Division and Homing of Leukemia-Initiating Cells in an Endosteal Niche,Cell Metabolism2019, 29, 950-965.7. Zou Y, Wang A, Shi M, Chen X, Liu R, Li T, Zhang C, Zhang Z, Zhu L, Ju Z, Loscalzo J, Yang Y*and Zhao Y*, Analysis of redox landscapes and dynamics in living cells and in vivo using genetically encoded fluorescent sensors,Nature Protocols2018, 13, 2362-2386.8. Xu X, Du Z, Liu R, Li T, Zhao Y, Chen X* and Yang Y*, A Single-Component Optogenetic System Allows Stringent Switch of Gene Expression in Yeast Cells,ACS Synthetic Biology. 2018, 7, 2045-2053.9. Zhao Y*, Zhang Z, Zou Y and Yang Y*, Visualization of nicotine adenine dinucleotides redox homeostasis with genetically encoded fluorescent sensors,Antioxidants and Redox Signalling2018,28, 213-229.10. Hu, Wang A, Huang L, Zou Y, Gu Y, Chen X, Zhao Y* and Yang Y*, Monitoring cellular redox state under hypoxia using a fluorescent sensor based on eel fluorescent protein,Free Radic Biol Med2018, 120, 255-265.11. Tao R, Shi M, Zou Y, Cheng D, Wang Q, Liu R, Wang A, Zhu J, Deng L, Hu H, Chen X, Du J, Zhu W, Zhao Y* and Yang Y*, Multicoloured fluorescent indicators for live-cell and in vivo imaging of inorganic mercury dynamics,Free Radic Biol Med. 2018, 121, 26-37.12. Tao R, Zhao Y, Chu H, Wang A, Zhu J, Chen X, Zou Y, Shi M, Liu R, Su N, Du J, Zhou HM, Zhu L, Qian X, Liu H*, Loscalzo J and Yang Y*, Genetically encoded fluorescent sensors reveal dynamic regulation of NADPH metabolism,Nature Methods2017, 14, 720-728.13. Zhao Y* & Yang Y*, Real-time and high-throughput analysis of mitochondrial metabolic states in living cells using genetically encoded NAD+/NADH sensors,Free Radic Biol Med2016, 100, 43-52.14. Chen X, Li T, Wang X, Du Z, Liu R, and Yang Y*. Synthetic dual-input mammalian genetic circuits enable tunable and stringent transcription control by chemical and light.Nucleic Acids Research,2016, 44, 2677–2690.15. Zhao Y, Wang A, Zou Y, Su N, Loscalzo J, Yang Y*. In vivo monitoring of cellular energy metabolism using a highly responsive sensor for NAD+/NADH redox state.Nature Protocols2016, 11, 1345-1359.16. Chen X, Li T, Liu R, Ma Z, Xu X, Zhang H, Xu J, Ouyang Q, Yang Y*. An extraordinary stringent and sensitive light switchable gene expression system for bacterial cells.Cell Research2016, 26, 854–857.17. Zhao Y, Hu Q, Cheng F, Su N, Wang A, Zou Y, Hu H, Chen X, Zhou HM, Huang X, Yang K, Zhu Q, Wang X, Yi J, Zhu L, Qian X, Chen L, Tang Y, Loscalzo J, and Yang Y*. SoNar, a Highly Responsive NAD(+)/NADH Sensor, Allows High-Throughput Metabolic Screening of Anti-tumor Agents.Cell Metabolism2015, 21, 777-789.18. Zhao Y, and Yang Y*Profiling metabolic states with genetically encoded fluorescent biosensors for NADH.Curr Opin Biotechnol2015, 31, 86-92.19. Wang X, Chen X, and Yang Y*Spatiotemporal control of gene expression by a light-switchable transgene system.Nature Methods2012, 9, 266-269.20. Huang C, Yin Q, Zhu W *, Yang Y*, Wang X, Qian X, and Xu Y * (2011). Highly Selective Fluorescent Probe for Vicinal-Dithiol-Containing Proteins and In Situ Imaging in Living Cells.Angew Chem Int Ed Engl2011, 123, 7693-7698.21. Zhao Y, Jin J, Hu Q, Zhou HM, Yi J, Yu Z, Xu L, Wang X, Yang Y*, and Loscalzo, J. Genetically Encoded Fluorescent Sensors for Intracellular NADH Detection.Cell Metabolism2011,14, 555-566.22. Yang Y, Song Y, and Loscalzo J. Regulation of the protein disulfide proteome by mitochondria in mammalian cells.Proc Natl Acad Sci U S A2007, 104,10813-10817.23. Yang Y and Loscalzo J. S-nitrosoprotein formation and localization in endothelial cells.Proc Natl Acad Sci U S A2005, 102, 117-122.24. Yang Y, Maret W, and Vallee BL.Differential fluorescence labeling of cysteinyl clusters uncovers high tissue levels of thionein.Proc Natl Acad Sci U S A2001, 98, 5556-5559.
【部分对本室科研成果的报道】
Nature Methods杂志：
2012年人物专访：http://www.nature.com/nmeth/journal/v9/n3/full/nmeth.1901.html
2017年专文介绍：http://www.nature.com/nmeth/journal/v14/n7/full/nmeth.4336.html
2019年专文介绍：https://www.nature.com/articles/s41592-019-0633-2

Nature Reviews Molecular Cell Biology
2012年专文介绍：https://www.nature.com/articles/nrm3307

国家自然科学基金委员会基金要闻：
iNaps: NADPH遗传编码荧光探针 http://www.nsfc.gov.cn/publish/portal0/tab448/info69998.htm
Pepper荧光RNA及活细胞RNA成像http://www.nsfc.gov.cn/publish/portal0/tab434/info76540.htm
科技部：
Pepper荧光RNA及活细胞RNA成像http://www.most.gov.cn/gnwkjdt/201911/t**_149709.htm
iNaps: NADPH遗传编码荧光探针http://www.most.gov.cn/gnwkjdt/201707/t**_133973.htm

科学网：
细胞内二硫键蛋白质组检测与成像http://news.sciencenet.cn/html/showsbnews1.aspx?id=185726
Frex:NADH遗传编码荧光探针http://news.sciencenet.cn/htmlpaper/.shtm
SoNar:NAD/NADH遗传编码荧光探针http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2015/5/318392.shtm
iNaps: NADPH遗传编码荧光探针http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2017/6/378426.shtm
LightOn动物细胞光控基因表达系统http://news.sciencenet.cn/htmlpaper/20122**22318.shtm
Pepper荧光RNA及活细胞RNA成像http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2019/11/432314.shtm

BioArt
细胞氧化还原态多参数成像https://mp.weixin.qq.com/s/xr6MxSGwaqbTTUs9uKnqqw
白血病干细胞代谢特征分析与成像https://mp.weixin.qq.com/s/Dk2Gr4Y_mtyIBqBmylwv4w
Pepper 荧光RNA及活细胞RNA成像https://mp.weixin.qq.com/s/W6bzgLEbCcRgV7pHCUL3vA
iNature
Pepper荧光RNA及活细胞RNA成像https://mp.weixin.qq.com/s/XtjBNSlmSP8uf8iOOkoUGw
生物通：
2011 http://www.ebiotrade.com/newsf/2012-3/1534.htm Nature人物
2012 http://www.ebiotrade.com/newsf/2012-3/20123**.htm LightOn系统
2013 http://www.ebiotrade.com/custom/ebiotrade/zt/130923/index.htm 赛默飞特约之实验室创新技术大奖
2013 http://www.ebiotrade.com/newsf/2013-3/20**67.htm 中国****Nature Methods杂志文章
2015 http://www.ebiotrade.com/newsf/2015-5/20**29.htm SoNar探针
2016 http://www.ebiotrade.com/newsf/2016-7/20**99.htm SoNar高通量筛选
2017 http://www.ebiotrade.com/newsf/2017-6/20**96.htm iNap探针
2019 http://www.ebiotrade.com/newsf/2018-12/20**0560.htm 白血病干细胞代谢特征分析
2019 http://www.ebiotrade.com/newsf/2019-11/20**907.htm Pepper 荧光RNA
2020 http://www.ebiotrade.com/newsf/2020-4/3323.htm FiNad探针


华东理工大学：
2007【创新前沿】《PNAS》 https://news.ecust.edu.cn/news/9570
2012【因您而感动】 https://news.ecust.edu.cn/news/23084
2015【创新前沿】《Cell Metabolism》 https://news.ecust.edu.cn/news/34366
2015【媒体报道集锦】 https://news.ecust.edu.cn/news/34545
2017【创新前沿】《Nature Methods》 https://news.ecust.edu.cn/news/41126
2018【创新前沿】《Antioxid Redox Signal》 https://news.ecust.edu.cn/news/44826
2018【创新前沿】《Nature Protocols》 https://news.ecust.edu.cn/news/44827
2018【华东理工大学十大学术进展】入选 https://news.ecust.edu.cn/news/46996
2019【创新前沿】《Cell Metabolism》 https://news.ecust.edu.cn/news/46482?
2019【创新前沿】《Nature Biotechnology》 https://news.ecust.edu.cn/news/48047
2020【创新前沿】《Developmental Cell》 https://news.ecust.edu.cn/news/49627



【技术发明范例】

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LightOn & LightOff Gene Expression Systems


LightOn或LightOff系统可使人们以前所未有的精度来控制动物、细菌、真菌等物种细胞内基因的表达，不仅可以广泛应用于生命科学领域研究，还将为糖尿病等人类疾病提供一种在时间和剂量上精确控制的基因治疗新途径。图片显示了利用光控制基因表达，将一幅图片“印刷”在单层哺乳动物细胞上，或者控制糖尿病小鼠的血糖稳态。(NatureMethods, 2012, 9, 266；Cell Research 2016, 26, 854;Nucleic Acids Res 2016, 44,6, 2677;ACS Synth Biol. 2018, 7, 2045；Nucleic Acids Res 2020, 48, e33)

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Frex, the Sensor for Cellular Metabolism
Frex系列遗传编码荧光探针实现了在活细胞各亚细胞结构中对细胞代谢的动态检测与成像，是研究癌症及代谢类疾病及药物筛选的有力工具。 图片显示了对线粒体抑制剂对细胞内线粒体中NADH代谢的影响。(Cell Metabolism, 2011, 14, 555)
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In vivo Imaging of Cell Metabolism Using SoNar


SoNar探针可实现活细胞与活体动物中对不同类型细胞代谢表型的动态监测与成像，以及细胞代谢相关的活性化合物的高通量筛选。我们发现了造血干细胞、肿瘤干细胞特殊的代谢模式，也发现了一些显著改变细胞代谢抗癌药物。（Cell Metabolism 2015, 21, 777; Nature Protocols, 2016, 11, 1345; Cell Metabolism 2019, 29, 950; Blood 2020, 136, 553-571）
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iNap sensors reveal intracellular NADPH dynamics


iNap探针实现了在活体、活细胞及各种亚细胞结构中对NADPH代谢的高时空分辨检测与成像，可用于抗氧化、生物合成、AMPK等途径的研究(Nature Methods, 2017, 14, 720; Nature Protocols, 2018)

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Illuminating NAD+ Metabolism in Live Cells and In Vivo UsingFiNad sensor



FiNad是一个高响应、高灵敏、大动态范围检测NAD+/AXP比率的遗传编码荧光探针，实现了细菌、酵母、哺乳动物细胞、斑马鱼和活体小水平NAD+成像。，可用于细胞信号转导、细胞代谢、衰老等领域研究(Developmental Cell, 2020, 53, 240)

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PepperFluorescent RNAs enable tracing and quantificiation of various RNA species in live cells

荧光蛋白技术是当代生物科学研究中最重要的颠覆性研究工具，点亮了细胞了各种蛋白质的动态。但人们在同样重要的荧光RNA领域进展十分有限。我们首次获得了系列高亮、稳定、低背景、不同颜色的荧光RNA，其主要参数与现有技术相比方面提升了一到三个数量级，体现了荧光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。(Nature Biotechnology 2019, 37,1287)