徐炜课题组

徐炜课题组

Xu Wei Lab

课题组长

徐炜，中国农业科学院深圳农业基因组研究所研究员，博士生导师。2020年加入深圳农业基因组研究所组学技术研究中心，担任课题组长。长期从事核酸组学技术开发与应用，包括R-loop测序技术、DNA损伤定位技术以及表观基因组学测序技术。研究成果以第一作者或通讯作者身份（含共同）发表于Nature Plants、Cell Research、Plant Cell、Science Advances、Science China Life Sciences等知名学术期刊。

联系方式：xuwei01@caas.cn

工作经历

2020.3至今              中国农科院深圳农业基因组研究所    研究员

2016.8-2020.2         清华大学                                         博士后　　

教育经历

2010.9-2016.7        中国科学院合肥物质科学研究院        博士

2004.9-2008.6        南京农业大学                                   学士　

团队组成

徐炜（PI），孙长斌（博士后），李谨谨（博士生），王妍琪（博士生），王珍珍（科研助理），姬姣姣（科研助理），张志阳（科研助理），皮一飞（硕士生），闫建丽（硕士生），李慧琳（硕士生），梁美银（硕士生），王淅琳（硕士生）。

研究方向

1）特殊核酸结构解析技术开发：

生物体内存在各种特殊的核酸结构，例如R-loop、DNA断裂等，其在生长发育和逆境胁迫等多方面发挥重要作用。原的R-loop和DNA断裂检测技术在分辨率、灵敏度、效率等方面存在诸多不足，限制了相关研究领域的发展。基于前期已开发的R-loop测序技术ssDRIP-seq及DNA损伤测序技术DEtail-seq，课题组将基于高效单链DNA连接技术，开发超微量、高通量、普适性特殊核酸解析技术，进一步提升技术的灵敏度、适用性与准确性；

2）高通量表观基因组测序技术开发：

表观遗传学的研究内容主要包括DNA修饰、组蛋白修饰、RNA修饰、非编码RNA等。表观遗传学机制对农作物基因表达调控有着重要的影响，解析作物的表观遗传机制是实现精准分子育种的重要基础。然而，现有的表观基因组学检测技术普遍存在通量低、成本高、稳定性不足等缺陷，使得农业领域的表观遗传学数据产出不足，存在大量的数据空白，严重限制了农业表观遗传学和相关领域的研究进展。针对上述问题，将通过如下手段开发新型高通量表观测序技术：1）通过发展接头预连接和条形码标记技术，结合靶向特定DNA修饰如6mA、5mC的抗体，开发出高通量DNA修饰测序技术；2）通过接头预连接和条形码标记方式，升级传统ChIP-seq，建立高通量mChIP-seq技术，实现多样本共同免疫共沉淀及多抗体平行实验，几何增长式提高建库通量。3）针对RNA修饰测序技术流程复杂、通量低、可重复性低的问题，基于RNA接头预连接技术和条形码标记技术，结合RNA修饰识别抗体，发展高通量mRIP-seq技术，实现RNA修饰检测的高通量化。

科研项目：

1）国家自然科学基金委员会，面上项目，超微量R-loop测序技术的开发与应用，32071437，2021-01至2024-12，57万元，在研，主持；

2）中国农业科学院青年创新专项任务，高通量R-loop测序技术开发与应用，Y2022QC33，2022-01至2024-12，150万元，在研，主持；

3）中华人民共和国科学技术部，国家重点研发计划，子课题，生猪高产优质高效性状形成的分子调控网络，2021YFF1000600，2021-12至2026-11，100万元，在研，骨干；

4）国家自然科学基金委员会，青年基金，单核苷酸分辨率全基因组R-loop检测方法研究，31900302，2020-01至2022-12，24万元，结题，主持。

研究进展

团队在多组学技术开发方向取得了一系列进展：

1）开发了超微量R-loop测序技术ULI-ssDRIP-seq，绘制了斑马鱼早期胚胎R-loop图谱。ULI-ssDRIP-seq将分辨率提升至接近单核苷酸水平，并且首次将细胞需求量降低至1000个。基于这项技术，团队绘制了包含有卵、精子、4细胞胚胎、256细胞胚胎、穹顶期胚胎的斑马鱼早期胚胎发育R-loop图谱，填补了脊椎动物胚胎多组学研究的空白，揭示了R-loop参与合子基因组激活过程（ZGA）的生物学功能。

2）团队基于ULI-ssDRIP-seq技术开发了一套高通量R-loop测序技术mDRIP-seq，在完全保留原有技术优点的基础上，成倍提升了建库通量，大幅降低实验成本与耗时，并实现了绝对定量化检测。基于该方法，团队完成了从大肠杆菌到人细胞系的多物种R-loop定量图谱绘制。该技术的开发，使得大规模群体的R-loop图谱绘制成为可能。

3）针对DNA断裂的检测方法普遍存在操作繁琐、灵敏度低、精度不足等问题，团队开发了一套便捷易操作的高精度DNA断裂3’末端检测技术DEtail-seq。其在操作难度和实验耗时方面显著优于其他已发表技术，同时在精度方面也达到了接近单核苷酸水平。利用DEtail-seq技术，团队在酿酒酵母、小鼠以及人类生殖细胞中成功检测绘制了减数分裂DNA断裂图谱，并发现了减数分裂DNA断裂的一系列新特征。

主要荣誉

2020，获得深圳市高层次专业人才后备级人才

2022，珠江人才计划青年拔尖人才

代表性论文

(* co-corresponding author; # co-first author)

1. Wei Xu#,*, Chao Liu#, Zhe Zhang#, Changbin Sun, Qin Li, Kuan Li, Hui Jiang*, Wei Li*, Qianwen Sun*. (2023). "DEtail-seq is an ultra-efficient and convenient method for meiotic DNA break profiling in multiple organisms." Science China Life Sciences. 66, 1392‒1407.

2. Yaoyi Li#, Yawei Song#, Wei Xu#, Qin Li#, Xinxiu Wang, Kuan Li, Juehan Wang, Zicong Liu, Sergiy Velychko, Rong Ye, Qing Xia, Lei Wang, Rong Guo, Xiaotao Dong, Zhikai Zheng, Yushuang Dai, Haojie Li, Mingze Yao, Yuanchao Xue, Hans R Schöler, Qianwen Sun*, Hongjie Yao*. (2020). "R-loops coordinate with SOX2 in regulating reprogramming to pluripotency." Science Advances 6(24): eaba0777.

3. Wei Xu#, Kuan Li#, Shuai Li#, Quancan Hou#, Yushun Zhang, Kunpeng Liu, Qianwen Sun*. (2020). "The R-Loop Atlas of Arabidopsis Development and Responses to Environmental Stimuli." The Plant Cell 32(4): 888-903.

4. Xin Yang#, Qian-Lan Liu#, Wei Xu#, Yi-Chang Zhang#, Ying Yang, Lin-Fang Ju, Jing Chen, Yu-Sheng Chen, Kuan Li, Jie Ren*, Qianwen Sun*, Yun-Gui Yang*. (2019). "m(6)A promotes R-loop formation to facilitate transcription termination." Cell Research 29(12): 1035-1038.

5. Wei Xu, Hui Xu, Kuan Li, Yingxu Fan, Yang Liu, Xuerui Yang, Qianwen Sun*. (2017). "The R-loop is a common chromatin feature of the Arabidopsis genome." Nature Plants 3(9): 704-714.

 

徐炜课题组更新于2023年8月