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光遗传学与合成生物学交叉学科研究中心

1. 实验室简介  

        光遗传学与合成生物学交叉学科研究中心是华东理工大学筹建的首个前沿科学研究中心。研究中心总面积为1600平方米,拥有先进的生物光子学仪器平台、高通量筛选平台、细胞代谢研究平台、动物分析洁净室、斑马鱼房、蛋白质结晶室及生物样品库。中心拟围绕光遗传学与合成生物学前沿领域,发展细胞代谢监测与调控的高分辨、高通量原创技术,推动肿瘤、免疫、神经、发育等代谢相关领域的生命机制、疾病诊疗、药物发现与生物制造等前沿基础与应用转化研究。

        中心成员具有多学科交叉背景,来自药学院、生物工程学院、化学与分子工程学院。现拥有教育部长江学者特聘教授2名,国家杰出青年基金获得者2名,国家重点研发计划首席科学家1名,中国医学科学院医学与健康科技创新工程首席科学家1名,教育部青年长江学者1名及国家优秀青年1名。

实验室主页:https://osirc.ecust.edu.cn/


 



2. 实验室主任简介 

个人介绍

华东理工大学特聘教授,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。细胞代谢监测与控制国家自然科学基金委创新群体负责人,国家杰出青年基金获得者,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荧光检测研究工作。2002年转至波士顿大学医学院,从事蛋白质巯基氧化性修饰原位荧光标记与成像技术研究。 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特聘教授,从事合成生物学与光遗传学前沿技术发展与应用研究。2014年筹建光遗传学与合成生物学交叉学科研究中心。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,中国生物物理学会理事,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教育部CJ学者、青年CJ学者、国家自然科学基金委优秀青年基金、国家万人计划青年拔尖人才、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NADNADHNADPH、乳酸、过氧化氢的基因编码荧光探针FrexSoNariNapsFiNadFiLaHyperion,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系列动物细胞光控基因表达系统、RNA代谢控制系统与蛋白质稳定性控制系统,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1000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ScienceCell Metabolism等一流期刊。

  


3. 研究方向 

        现有主要研究方向包括:1)分子探针与细胞代谢监测技术;2)光敏开关与光遗传调控技术;3)细胞代谢相关疾病机制研究与药物发现;4)生物产品与生物材料智能制造。


4. 科研成果 

      中心已经在国际学术期刊发表多篇论文,其中包含3Nature Biotechnology3Nature Methods2Nature Protocols4Cell Metabolism1Developmental Cell2Nature Communications3Angew Chem6J. Am. Chem. Soc5Adv. Mater4Adv. Funct. Mater.Cell ResearchNucleic Acids Research等。研究中心发明的多种对细胞内代谢与基因表达进行监测与控制的前沿技术已在国际产生了重要影响,并被百余个实验室应用


5. 仪器平台展示