陆剑 研究员

陆剑 研究员

群体和进化基因组学研究组

北京大学 生命科学学院 研究员,博士生导师

电话:010-62750246

传真:010-62750246

E-mail:luj@pku.edu.cn

1、非编码RNA的起源、进化、以及驱动新非编码RNA基因进化的机理。

2、利用RNA-Seq, ribosome profiling, 基因编辑和比较基因组学等方法研究非编码 RNA的功能。

3、转录水平调控相关的功能基因组学研究。


miRNA的功能和进化研究。miRNA是一类在动植物中广泛存在的非编码小RNA, miRNA参与调控许多重要生命过程。miRNA通过降解靶基因mRNA或抑制靶基因翻译等方式调控靶基因表达。我们以多种miRNA的突变体果蝇为研究对象, 利用RNA-seq、核糖体图谱分析 ,找出miRNA在转录水平和翻译水平调控的靶基因,同时研究miRNA和靶位点上突变对miRNA:mRNA互补匹配模式的改变和影响,找出miRNA 调节基因表达的一般规律。通过不同发育阶段以及在逆境胁迫中miRNA的表达差异,研究miRNA调控对果蝇转录组和翻译组稳定性的缓冲作用,以及在逆境胁迫的应答。

转座元件和piRNA的共进化。在黑腹果蝇中,转座元件的随机跳跃对寄主有害,而基因组也发展出了非编码RNA (主要是piRNA和siRNA)来抑制转座元件的活性,其中在生殖腺中piRNA的抑制作用尤其重要。我们的研究假设是:一个转座元件侵入群体后,将很快产生抑制这个转座元件家族的piRNA,转座元件和piRNA存在一个共进化过程。利用实验室已有的基因组已经测序的源于世界5大洲的92个黑腹果蝇品系,我们对其基因组中转座元件的组成、插入位点和频率分布进行了探索,找到了每个果蝇品系的新的插入与缺失位点。结果显示不同的种群的转座元件的组成和插入是种群特异性的。同时我们将其piRNA进行了测序,分析结果表明绝大多数由活性的转座元件都有相对应的piRNA。piRNA的产生与转座元件的插入呈正相关的关系,同时也与性别,重组率,染色质的修饰等因素有关。

Zhang H, Wang YR, Li J, Chen H, He XL, Zhang HW, Liang H,Lu J. (2018) Biosynthetic energy cost for amino acids decreases in cancer evolution.Nat Commun., 9: 4124.

Luo SQ, He F, Luo JJ, Dou SQ, Wang YR, Guo AN,Lu J. (2018) Drosophila tsRNAs preferentially suppress general translation machinery via antisense pairing and participate in cellular starvation response.Nucleic Acids Res., 46: 5250-5268.

Duan YG, Dou SQ, Zhang H, Wu CC, Wu MM,Lu J. (2018) Linkage of A-to-I RNA Editing in Metazoans and the Impact on Genome Evolution.Mol Biol Evol., 35: 132-148.

Zhang H, Dou SQ, He F, Luo JJ, Wei LP,Lu J. (2018) Genome-wide maps of ribosomal occupancy provide insights into adaptive evolution and regulatory roles of uORFs during Drosophila development.PLoS Biol., 16: e2003903.

Luo JJ, Wang YR, Yuan J, Zhao ZL,Lu J(2018) MicroRNA duplication accelerates the recruitment of new targets during vertebrate evolution.RNA,24: 787-802.

Duan Y, Dou S, Luo S, Zhang H, Lu J. (2017) Adaptation of A-to-I RNA editing in Drosophila. PLoS Genet, 13: e1006648.

Luo S, Lu J. (2017) Silencing of Transposable Elements by piRNAs in Drosophila: An Evolutionary Perspective. Genomics Proteomics Bioinformatics, 15: 164-176.

Wang Y, Luo J, Zhang H, Lu J. (2016) microRNAs in the Same Clusters Evolve to Coordinately Regulate Functionally Related Genes. Mol Biol Evol, 33: 2232-2247.

Yin S, Fan Y, Zhang H, Zhao Z, Hao Y, Li J, . . .Lu J, Xi JJ. (2016) Differential TGFbeta pathway targeting by miR-122 in humans and mice affects liver cancer metastasis. Nat Commun, 7: 11012.

Zhang X, Zhu Y, Liu X, Hong X, Xu Y, Zhu P, . . .Lu J, Guo H. (2015) Plant biology. Suppression of endogenous gene silencing by bidirectional cytoplasmic RNA decay in Arabidopsis. Science, 348: 120-123.

Yu F, Lu J, Liu X, Gazave E, Chang D, Raj S, . . . Boerwinkle E. (2015) Population genomic analysis of 962 whole genome sequences of humans reveals natural selection in non-coding regions. PLoS One, 10: e0121644.




吴明明、王奕蓉、窦圣乾、张宏、吴长城、段元格、曹奇、陈俊豪、孙元强、唐小鹿、吴鑫凯、姚欣敏、陈心悦、张彬