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中科院雷鸣:希望开辟更多生物产业“蓝海”

2014/06/03 来源:文汇报
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导读
国家蛋白质科学(上海)研究中心主任雷鸣博士主要从事染色体结构生物学方向的研究,他认为基因测序为生命科学研究的自动化开创了先例,而蛋白质领域作为生物产业的更为宏观研究,将会开辟更多生物产业“蓝海” 。


愿景:开辟更多生物产业“蓝海”

“从手工作坊到机器生产,是人类生产力的一次大飞跃,那是一个历史性的阶段。而我们现在所做的,正是将蛋白质研究从‘手工作坊’中解放出来。”从美国密歇根大学回国,雷鸣的愿望是抓住这一历史性机遇,为中国生物科研与产业做些不同以往的事情。

生命科学研究的自动化,会带来怎样的改变?雷鸣说,基因测序就是一个先例。从全球科学家联合起来为一个人的基因测序,到现在个人全套基因测序费用跌入1000美元,个性化医疗由此有了技术基础。那么蛋白质也会如此吗?答案是肯定的。

在雷鸣看来,上海设施不仅仅是蛋白质科研高地,更应该成为一个蛋白质产业的高技术源泉。

他说:“在这个如此前沿的科学领域,在《自然》、《科学》上发几篇高水平论文,只是一个开端。如果这里的科研人员能带着技术走出去,推动科技变成生产力,我认为这才是真正的成功。”

蛋白质领域的这一进展,将催生一系列新理论、新技术、新产品,促进药物靶标发现、重大疾病防治、重大新药创制、重要农作物改良、生物能源转化、工业生物催化等多个领域和相关产业的发展——必将有更多的产业“蓝海”有待开拓。 

个人简介

1989-1994年,清华大学现代应用物理系,获物理学与计算机科学双学士学位。

1994-1996年,加拿大麦吉尔大学物理系,获物理学硕士学位。

1996-2001年,美国哈佛大学,获生物物理学博士学位。

2001-2004年,美国科罗拉多大学波尔德分校化学与生物化学系,从事博士后研究。

2004-2011年,美国密歇根大学医学院生物化学系,历任助理教授、副教授(with tenure)。

2009年被美国霍华德休斯医学研究院(HHMI)聘为青年研究员。

2011年6月回国工作,现任国家蛋白质科学中心(上海)(筹)主任,中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所副所长,研究员,博士生导师,中组部“千人计划”特聘专家。

研究工作

(1)研究人类端粒结合蛋白调控端粒结构与端粒酶的分子机制。2007年雷鸣研究员的实验室发现端粒末端悬突结合蛋白复合体POT1-TPP1是端粒酶的活性因子。这一发现为以端粒酶为靶标的抗癌药物的研发提供了新的方向。但POT1-TPP1是如何调控端粒酶的活性目前还是未知的。本课题组致力于研究POT1-TTP1蛋白复合体与端粒酶的相互作用并解析POT1-TPP1-端粒酶复合体的三维晶体结构。这一结构将为设计小分子阻断POT1-TPP1与端粒酶之间的相互作用提供非常有价值的信息。这一问题的解决将会成为端粒领域的又一重要里程碑式成果。

(2)研究端粒与DNA修复因子的关系。端粒的主要功能之一是保护染色体末端不被DNA修复因子识别为DNA损伤与断裂。但奇怪的是,目前许多证据显示大量DNA修复因子与端粒相结合并起到关键的保护功能。那么是什么因素使得这些因子在DNA损伤处与在端粒有截然相反的作用呢?目前的假说是与端粒相结合的特殊端粒蛋白与DNA修复因子在端粒处相互作用,从而改变这些因子的作用。但是这一假说目前尚缺乏详细的分子水平的证据。本课题组致力于系统地研究人类端粒蛋白与DNA修复因子之间的相互作用。开发小分子化合物阻断这些相互作用可以使癌细胞出现端粒损失并引起细胞衰老和凋亡,从而达到杀死癌细胞的目的。这一课题能为基于端粒的抗癌药物的研究提供新的方向。

(3)研究表观遗产调控过程中重要蛋白质复合物的结构与功能。MLL(Mixed Lineage Leukemia)复合物是一类具有特异针对于组蛋白H3第4位赖氨酸的甲基转移酶活性的蛋白质复合物,在基因表达调控、细胞增殖、分化和功能的特异化等方面发挥重要作用,它们的突变或变异所引起的功能失调会导致细胞的非正常发育或功能丧失,并最终引发多种疾病。本课题组将在整体水平上对MLL复合物在分子的结构进行阐释,揭示MLL复合物特异性底物识别和产物生成的酶促反应机理,不同修饰状态的H3K4在染色体上的分布差异与MLL复合物基因组分布的特异性之间的关系,以及不同MLL复合物在特定基因组定位中所各自发挥的生物学功能。

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