基本信息

戚华宇  研究员  博导  中国科学院广州生物医药与健康研究院
电子邮件: qi_huayu@gibh.ac.cn; 电话:020-32015264
通信地址: 广东省广州市黄埔区科学城开源大道190号A303
邮政编码: 510630

研究领域

研究兴趣:

生殖细胞在动物的进化,繁衍种群以及个体发育过程中起重要的作用。对生殖细胞的研究,不仅可以解决许多科学问题,也可以帮助解决与人类相关的健康、医疗等社会问题,如控制人口增长,调节生育率,提高生殖健康,治疗生殖、遗传疾病,新的药物靶点筛选和临床应用等。对生殖细胞的了解和应用需要对其发育和分化生长过程的调控机制在分子水平上做系统性的研究;这包括生殖细胞的命运决定机制;在新生动物体中生殖干细胞的迁移、定位和形成的分子机制;在成熟动物体中生殖干细胞的自我更新与维持的调节机理;影响生殖细胞分化、生长成为具有生理功能的成熟生殖细胞的因素等方面。

哺乳动物个体的发育起始于雌,雄配子的结合(受精),所产生的受精卵(单细胞)通过分裂生长逐渐形成含有不同细胞类型的完整的新一代动物个体,包括生殖系统中的生殖细胞。后者在分化成熟后通过受精过程又可产生下一代受精卵。因此,生殖细胞在发育和行使功能的过程中完成了动物体遗传物质的传递和物种的繁衍。这使得生殖细胞的发育问题成为发育生物学的一个基本问题。我们的主要研究兴趣在于解析哺乳动物雄性配子(精子细胞)的发育调控机制。研究内容包括: 1)小鼠精原干细胞自我更新与分化的分子机制;2)精子细胞形态发生过程中基因表达转录后与蛋白翻译调控的分子机制;3)着床前期胚胎细胞的命运决定。小鼠作为哺乳类动物的模型有着诸如使用历史长,实验系统完整,基因功能与人类基因的保守度高等特点,因此以小鼠为模式动物,结合遗传学、细胞生物学和生物化学等方法,我们希望深入了解调控哺乳动物生殖细胞发育的分子机制和未解决的问题。这些研究不仅可以加深我们对生殖细胞调控的理解,同时也可启发我们对更广泛的生物学现象的认识,包括干细胞生物学、细胞的衰老与再生以及人类遗传疾病的成因等。

研究方向:

1.精原干细胞的自我更新与繁殖的分子调控机制:精原干细胞稳定而持续的自我更新和繁殖是持续产生精子细胞的基础。在哺乳动物中,小鼠精原干细胞是研究生殖细胞发育和干细胞生物学的理想模型。诸如精原干细胞的分子特征是什么,调节精原干细胞的分子机制和信号通路是什么等问题需要更深入的研究。在前期研究中,我们利用转基因小鼠模型分离、纯化了小鼠精原干细胞,并对其基因表达特征做了比较性分析。相比于精原干细胞前体细胞和分化后的生精细胞,精原干细胞具有其特异的表达基因和信号通路因子。通过小鼠遗传学、生物化学和细胞生物学等实验,我们希望深入研究精原干细胞自我更新和分化的分子调节机制,尤其是精原干细胞中蛋白表达的转录后及翻译调控机制,包括RNA结合蛋白和蛋白翻译调控因子等的功能以及它们对精原干细胞自我更新、增殖和分化的作用。

2.精子细胞变形期中精子特异蛋白的表达调控:小鼠精子的细胞形态与其功能相匹配,这种适合生物学功能的细胞形态的产生是生命体中广泛存在的现象。精子前体细胞在完成减数分裂后进入细胞形态发生期,通过一系列细胞形态的变化,如:细胞核浓缩、顶体和尾部鞭毛的产生等,最终形成精子。异常形态的精子将导致动物的不育和遗传疾病的发生。由于细胞核的浓缩,单倍体精子前体细胞具备有限的基因转录能力,形态发生期所需蛋白的表达多依赖于对早期存储的信使RNA在转录后的修饰和蛋白翻译调控。通过对精子细胞特异的蛋白激酶A锚定蛋白AKAP3的表达研究,我们发现多个RNA结合蛋白和PKA信号通路在其中起重要作用。结合生物化学及分子、细胞生物学,我们希望进一步研究精子形态发生期的蛋白合成如何在信号通路(如PKA)和RNA结合蛋白的协同作用下完成,以及它们对精子质量的影响

3.小鼠早期胚胎发育中的细胞命运决定:在低等动物,如果蝇和线虫中,受精后胚胎发育期的细胞谱系分化(包括生殖细胞)在第一次细胞分裂时已开始,并受到受精卵中存储的母源因子的影响。这种机制是否在哺乳动物中存在,哺乳动物早期胚胎发育中细胞的命运是如何决定的?通过对小鼠着床前期胚胎中细胞在分子和细胞水平上的比较、分析,我们希望阐明早期胚胎细胞的个性特征和差异,以及这些差异在动物早期胚胎发育时期细胞命运决定中的作用。


招生信息

招收硕士、博士研究生,研究方向:生殖干细胞和细胞命运调控,精子形态发生机制。

招生专业
071008-发育生物学
招生方向
生殖细胞发育
博士后招收

实验室长期招收博士后,在实验室前期研究基础上深入发展精原干细胞自我更新与分化的调控原理,以及雄性配子-精子-的形态发生调节机制,我们的研究兴趣集中于细胞生长信号和RNA结合蛋白等对细胞中蛋白组成的合成与调控在生殖细胞发育和命运决定中的作用,研究结合了小鼠遗传、细胞和蛋白生物化学等多学科方法,研究工作受到国家自然科学基金委、科技部和中国科学院等方面的支持。

研究方向:

1)小鼠精原干细胞自我更新与分化的分子机制; 2)精子形态发生时的蛋白翻译调控机制;

工作职责:

1)精原干细胞调控因子筛选及特异基因功能的分子机制;

2)PKA信号调节蛋白合成机制在小鼠精子形态发生中的作用。

任职要求:

对生殖与发育生物学有浓厚兴趣,有意从事相关方向的研究工作;

有生殖细胞发育、干细胞等相关方面的学习、研究经验;

熟悉分子、细胞生物学或蛋白生物化学实验;

博士学历;

具有良好的英文阅读和听说能力;

有良好的团队合作能力。

教育背景

1995-09--2002-09   美国紐约大学西奈山医学院   博士
1991-09--1995-09   美国西肯塔基大学   学士

发表论文

论文选录:

  • Xu, K., Yang, L., Zhang, L. and Qi, H.  Lack of AKAP3 disrupts integrity of sub-cellular structure and proteome of mouse sperm and causes male sterility.  Development 147(2): dev18107.  doi:10.1242/dev.181057, 2020.

  • Wu, Y., Xu, K. and Qi, H.  Domain-functional analyses of PIWIL1 and PABPC1 indicate their synergistic roles in protein translation via 3’-UTRs of meiotic mRNAs.  Biology of Reproduction 99(4): 773-788,2018.

  • Qi, H. RNA-binding proteins in mouse male germline stem cells: a mammalian perspective. Cell Regeneration (Lond) 5: 1, 2016.

  • Zheng, Z., Li H., Zhang, Q., Yang, L. and Qi, H. Unequal distribution of 16S mtrRNA at the 2-cell stage regulates cell lineage allocations in mouse embryos. Reproduction 151(4): 351-367, 2016.

  • Xu, K., Qi, H. Sperm specific AKAP3 is a dual specificity anchoring protein that interacts with both protein kinase A regulatory subunits via conserved N-terminal amphipathic peptides. Molecular Reproduction and Development, 81(7): 595-607, 2014.

  • Xu, K., Yang, L., Zhao, D., Wu, Y., Qi, H. AKAP3 synthesis is mediated by RNA binding proteins and PKA signalling during mouse spermiogenesis. Biology of Reproduction, 90(6): 1-14, 2014.

  • Sun, R., Qi, H. Dynamic expression of combinatorial replication-dependent histone variant genes during mouse spermatogenesis. Gene Expression Patterns, 14(1): 30-41, 2013.

  • Yang, L., Wu, W., Qi, H.  Gene expression profiling revealed specific spermaogonial stem cell genes in mouse. Genesis, 51:2:83-96, 2013.

  • *Qi, H., *Moran, M.M., *Navarro, B., Chong, J.A., Krapivinsky, G., Krapivinsky, L., Kirichok, Y., Ramsey, I.S., Quill, T.A., Clapham, D.E.:  All four CatSper ion channel proteins are required for male fertility and sperm hyperactivated motility.  Proceedings of National Academy of Sciences U S A, 104(4): 1219-23, 2007.

  • *Jovine, L., *Qi, H., Williams, Z., Litscher, E.S., Wassarman, P.M.:  The ZP domain is a conserved module for polymerization of extracellular proteins. Nature Cell Biology, 4: 457-461, 2002.

  • Qi, H., Williams, Z., Wassarman, P.M.:  Secretion and assembly of zona pellucida glycoproteins by growing mouse oocytes microinjected with epitope-tagged cDNAs for mZP2 and mZP3.  Molecular Biology of the Cell, 13:530-541, 2002.