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生命科学与生物医学工程
染色体结构与动力学
染色体的精确组装是维持细胞周期稳定的基础。目前对染色体的研究主要集中在成分的结构和化学调控方面,对其动态组装过程和内在驱动力仍缺乏深入了解。我们之前的研究提示,染色体组装是由其内部机械应力介导的,内部机械应力促进了晚后期姐妹染色体的分开,并产生均匀分布的姐妹染色体间桥;它还促进了后期起始,在 cohesin 被separase切割后姐妹染色体的整体平行分离。我们还提出染色体是包含线性缩短的同向线性环/轴阵列,并且染色体不是螺旋盘绕的,而是以交替手性的连续半螺旋组成的。这些工作为染色体生物学研究开拓了新的视野。
接下来,我们计划研究染色体机械应力的分子和物理机制,及其在细胞周期中的动力学和意义。
染色体不稳定性和天然免疫
染色体不稳定性被认为是癌细胞的一个重要特征。异常的染色体复制、组织和分离会导致染色体不稳定,导致非整倍体、微核、染色体碎裂或ecDNA等。以ecDNA为例,它在癌细胞中含量很高。然而,它产生的机制仍然未知。
为了研究染色体不稳定的机制,我们正在建立一个研究染色体不稳定的平台,并试图找到一些参与该过程的关键分子。我们将检查它们对 Sting-cGAS 通路的贡献。Sting-cGAS 通路是外源基因入侵或异常自身基因释放的重要传感器。该项目将为染色体不稳定性疾病的诊断和治疗提供细胞学依据。
细胞动力学和人工智能
细胞是生命活动的最小单元,对细胞生命活动的定性定量研究便可以预测个体健康状态。为了定性定量化扑捉细胞水平、亚细胞水平细微组织结构的动态性及发生发展规律,我们对细胞及亚细胞结构动态性进行高时空分辨率显微追踪成像,并通过图像识别和机器学习进行深度人工智能分析,以捕获在正常情况下细胞生命活动规律,为人们提供细胞水平健康预测。