在不断挑战中探秘细胞命运

作者: 韩扬眉

来源: 中国科学报

发布日期: 2021-11-16 08:34:44

中科院广州生物医药与健康研究院研究员姚红杰致力于解决细胞命运决定因素与干细胞表观遗传调控的科学难题,通过多年的研究和努力,为细胞命运转变的机制研究和疾病治疗提供了新思路。

在小小的细胞世界里,每时每刻都在进行数不清的反应,生长、发育、分化、凋亡……而它每一次正常或异常的变化,都决定着生命的健康或是病痛。那么,又是什么决定着细胞的“命运”呢?这是中科院广州生物医药与健康研究院(以下简称广州健康院)研究员姚红杰致力于解决的科学难题。从2011年10月学成回国,姚红杰一步步揭开决定细胞命运因素与干细胞表观遗传调控的神秘机制,为细胞命运转变的机制研究和疾病治疗提供了新思路。

1995年,姚红杰入读山西农业大学作物学本科专业;1999年,入读作物栽培与耕作学硕士研究生,研究除草剂和化肥联合使用对小麦供肥和除草的双重效果;硕士毕业后进入中科院植物研究所攻读博士学位,研究生防酵母菌对采后果实的病害防治和保鲜机制。可以说,从本科到博士,姚红杰所从事的研究,与“细胞”没有任何直接联系。

博士毕业后,姚红杰选择出国留学,并在美国国立卫生研究院Gary Felsenfeld实验室从事博士后研究,将研究方向转向探索动物细胞基因表达调控机制。大约半年后,姚红杰基本掌握了这门学科的相关知识,并融会贯通到自己的实验中。

经过两年努力,他的研究有了新进展:最早发现并报道了染色质绝缘子结合蛋白CTCF不仅是一个RNA结合蛋白,而且与RNA结合蛋白DDX5存在于同一个复合物中;深入研究了DDX5对CTCF染色质绝缘功能以及介导远距离染色质相互作用的影响。这一结果得到了国际同行的广泛认可。2011年10月,他作为中科院海外高层次引进人才加入广州健康院。

姚红杰再次挑战自我,建立了“干细胞表观遗传调控”研究组,研究干细胞命运转变的表观遗传机制,这又是一个全新的领域。2019年,姚红杰团队首次阐明了RNA结合蛋白在体细胞重编程中的调控机制。这一发现揭示了RNA结合蛋白与表观遗传信息之间的关联调控在细胞命运转变中发挥重要作用,为细胞命运转变的机制研究和技术开发提供了新思路。该成果发表于《细胞—干细胞》。

姚红杰说,表观遗传与细胞命运决定领域的国际竞争非常激烈,国内的科研条件、实验平台水平几乎与国外相近,竞争的关键在人才。因此,如何在与国内外一流实验室的竞争中处于优势地位,是姚红杰经常思考的问题。作为一名博士生导师,他尽心竭力培养学生。今年,姚红杰被中国科学院大学教育基金会“臻溪生命科学基金”授予“臻溪生命科学优秀教育工作者”。迄今,姚红杰共培养了8名博士、6名硕士。

其培养的研究生先后获得国家奖学金、中科院院长奖学金、中科院朱李月华奖学金、中科院地奥奖学金等。目前,姚红杰团队干细胞表观遗传学基础平台已基本建立,他们希望更多回答一些临床问题,正在跟医院积极合作研究脑神经疾病及脑胶质瘤的相关发病机制,寻找疾病发生的关键调控基因,尝试通过基因编辑,为疾病的预防和干预提供一些新思路。

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