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

动物发育过程中细胞的生长状态和功能受到细胞中的基本功能单位-蛋白质的合成及蛋白组稳态维持的调控。以成体干细胞为例,蛋白的合成与蛋白组的稳态维持是成体干细胞调节组织功能、延缓器官衰老和促进组织损伤修复的基础,相关分子机制的研究在发育和再生生物学中具有广泛的意义。针对在发育过程中细胞如何在时间和空间上通过蛋白合成以及蛋白组维持调节和改变细胞的命运和生物学功能这一问题,我们以小鼠雄性生殖干细胞和着床前期胚胎细胞的命运决定为模型,揭示细胞在动物发育生长过程中命运变化的分子机制,并为解析相关人类疾病的发生机制提供实验和理论基础。我们的研究采用了包括小鼠遗传、细胞生物学和生物化学等多种实验系统和方法。主要研究内容包括了哺乳动物雄性生殖细胞发育与形态发生时蛋白合成的调控机制以及小鼠早期胚胎发育中的细胞命运决定。

•哺乳动物雄性生殖细胞发育与形态发生:

1.精原干细胞的自我更新与分化的分子调控机制:精原干细胞稳定而持续的自我更新和分化是持续产生精子的基础。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。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基因表达特征和调节信号因子。解析它们在精原干细胞自我更新与分化中的作用机制将帮助我们深入理解精原干细胞如何维持生殖细胞的发育和功能、生殖系统功能的稳定和相关生殖疾病的发生机制。通过小鼠遗传学、生物化学和细胞生物学等实验,我们正进一步分析精原干细胞中调节蛋白合成过程的特异因子参与精原干细胞生长调控的作用机制,其中包括在精原干细胞中高表达的RNA结合蛋白、信使RNA代谢和蛋白翻译调控因子的作用以及它们对精原干细胞自我更新、分化和衰老的影响。

2.精子细胞变形期中精子特异蛋白的表达调控:小鼠精子细胞发育可分为三个阶段:有丝分裂、减数分裂和细胞形态变化。初级精母细胞在完成减数分裂后进入变形期,通过一系列细胞形态的变化,包括:细胞核浓缩、顶体和尾部鞭毛结构的形成等。由于细胞核中染色质的浓缩,单倍体精子前体细胞具备有限的基因转录能力,细胞变形期所需蛋白的表达多依赖于对早期存储的信使RNA的转录后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的表达和功能的研究,我们发现多个RNA结合蛋白和PKA信号通路在其中的潜在作用。结合生物化学及分子、细胞生物学,我们希望阐明RNA结合蛋白和PKA信号通路如何在精子前体细胞分化成熟过程中调节信使RNA、蛋白翻译和精子细胞功能。

•哺乳动物早期胚胎发育中的细胞命运决定:

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系因子的影响。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,我们希望阐明哺乳动物早期胚胎细胞间存在的分子和功能上的差异,以及这些差异在动物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:

  • Guo, Y., Yang, L. and Qi, H.  Transcriptome analysis of mouse male germline stem cells reveals characteristics of mature spermatogonial stem cells.  Yi Chuan Jul 20; 44(7): 591-608 (2022).  DOI: 10.16288/j/yczz.22-047.

  • ​Zou, Q., Yang, L. and Qi, H.  Protocol for isolation and proteostatic analysis of sub-populations of spermatogenic cells in mouse.  STAR Protocols May 14; 3(2): 101398 (2022).  DOI: 10.1016/j.xpro.2022.101398.

  • Shi, K., Yang, L., Zhuang, X., Zhang, L. and Qi, H.  Yeast Two-Hybrid Screen Identifies PKA-Rialpha Interacting Proteins during Mouse Spermiogenesis.  Genes (Basel) Nov 30; 12(12): 1941 (2021).  DOI: 10.3390/genes12121941.

  • Zou, Q., Yang, L., Shi, R., Qi, Y., Zhang, X. and Qi, H.  Proteostasis regulated by testis-specific ribosomal protein RPL39L maintains mouse spermatogenesis.  iScience Oct 30; 24(12): 103396 (2021).  DOI: 10.1016/j.isci.2021.103396.

  • Zou, Q. and Qi, H.  Deletion of ribosomal paralogs Rpl39 and Rpl39l compromises cell proliferation via protein synthesis and mitochondrial activity.  International Journal of Biochemistry and Cell Biology Oct; 139: 106070 (2021).  DOI: 10.1016/j.biocel.2021.106070.

  • 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.