杨鸣雷


 特任教授,博士生导师。国家海外高层次青年人才项目获得者。2015年在中国科学院合肥物质科学研究院获得生物物理博士学位。2015-2019年在中国科学院遗传发育研究所、英国John Innes Centre从事植物发育与RNA结构生物学的博士后研究。2019年成为John Innes Centre的高级科学家(permanent position)和合作研究员,在Wolf奖获得者Caroline Dean爵士实验室开展RNA加工与表观遗传如何调控开花时间的研究。长期致力于细胞内RNA结构与功能的解析,开发出包括CAP-STRUCTURE-seqsmStructure-seqDaVinci等在内的一系列解析RNA结构的新方法,首次在单分子水平解析了RNA的动态构象 ,并发现了“RNA结构依赖的酶活性调节”机制,首次证明了RNA结构可以促进RNA凝聚体的形成 ,丰富了领域对RNA结构调控遗传信息表达的认识。相关研究以第一作者及共同作者发表于在NatureNucleic Acids ResearchCurrent Biology等学术期刊。研究成果已被授权国内发明专利3项,申报国际专利(欧盟)1项。曾多次受邀在冷泉港实验室,日本理化研究所等国际知名研究所与国际会议上进行口头报告。


 核心科学问题:

 特殊生境(如高海拔和荒漠地区等)中,植物如何通过转录和表观遗传调控,解析复杂的环境信号,建立并维持对极端环境的适应性。


实验室研究背景:

 植物固着生长,不具有动物的移动能力,因而需要时刻在感知和响应周围环境的变化,以应对环境变化对其发育产生的影响。自然条件下的环境信号非常复杂。以温度为例,作为调控植物生长发育的重要环境因子,温度时刻都在上下波动(fluctuating temperature),但植物却能准确识别季节的变化;特别是在全球气候变化的背景下,极端天气频发,解析植物如何感知、解码和记忆短暂或长期温度波动的遗传基础和调控机制,对理解植物的适应性规律和农作物性状改良具有重要的意义。

 实验室围绕RNA的加工与染色质可塑性在植物感知、响应和记忆波动环境中的功能和分子机制开展研究。通过研究植物在特殊环境(如高海拔和荒漠地区)中对极端环境的适应性,挖掘其遗传资源并解析对应的分子模块,探讨植物对极端环境的适应性机制,通过基因工程将揭示的遗传调控模块应用于重要的经济作物/植物。


实验室目前研究内容:

1.探究RNA结构、RNA修饰(包括m6A修饰)和RNA的转录加工如何响应波动环境(fluctuating environment)并影响植物发育时间(developmental timing)的分子机制;

2.解析温度波动如何通过影响非经典的DNA结构和染色质构象来影响植物发育时间的分子机理;

3.利用合成表观遗传学,改变植物对极端环境条件的应答,创建耐受极端温度的转基因作物/植物新品种。


代表性论文:*共同第一作者,#通讯作者)

1.  Yang,M., Zhu,P., Cheema,J., Bloomer,R., Mikulski,P., Liu,Q., Zhang,Y., Dean,C. and Ding,Y. (2022) In vivo single-molecule analysis reveals COOLAIR RNA structural diversity. Nature, 609, 394–399.

2. Yang,M., Woolfenden,H.C., Zhang,Y., Fang,X., Liu,Q., Vigh,M.L., Cheema,J., Yang,X., Norris,M., Yu,S., et al. (2020) Intact RNA structurome reveals mRNA structure-mediated regulation of miRNA cleavage in vivo. Nucleic Acids Res., 48, 8767–8781.

3. Zhang,Y*., Yang,M*., Duncan,S., Yang,X., Abdelhamid,M.A.S., Huang,L., Zhang,H., Benfey,P.N., Waller,Z.A.E. and Ding,Y. (2019) G-quadruplex structures trigger RNA phase separation. Nucleic Acids Res., 47, 11746–11754. (*co-first author)

4. Zhang,G*., Yang,M*., Cai,D., Zheng,K., Zhang,X., Wu,L. and Wu,Z. (2014) Composite of functional mesoporous silica and DNA: An enzyme-responsive controlled release drug carrier system. ACS Appl. Mater. Interfaces, 6, 8042–8047. (*co-first author)

5.   Cao,X., Wang,J., Xiong,Y., Yang,H., Yang,M., Ye,P., Bencivenga,S., Sablowski,R. and Jiao,Y. (2020) A self-activation loop maintains meristematic cell fate for branching. Curr. Biol., 30, 1893-1904.e4.

6.  Yang,X*., Yang,M*., Deng,H. and Ding,Y. (2018) New era of studying RNA secondary structure and its influence on gene regulation in plants. Front. Plant Sci., 9, 671. (*co-first author)

7. Deng,H., Cheema,J., Zhang,H., Woolfenden,H., Norris,M., Liu,Z., Liu,Q., Yang,X., Yang,M., Deng,X., et al. (2018) Rice in vivo RNA structurome reveals RNA secondary structure conservation and divergence in plants. Mol. Plant, 11, 607–622.

8. Yang,M. and Jiao,Y. (2016) Regulation of axillary meristem initiation by transcription factors and plant hormones. Front. Plant Sci., 7, 183.

9.   Zhang,L*., Yang,M*., Gao,J., Jin,S., Wu,Z., Wu,L. and Zhang,X. (2016) Seasonal variation and gender pattern of phenolic and flavonoid contents in Pistacia chinensis Bunge inflorescences and leaves. J. Plant Physiol., 191, 36–44. (*co-first author)


专利:

1.  Yiliang Ding, Minglei Yang, Jitender Cheema (2022) Single-molecule RNA structure profiling (a patent application). LU501541

2. 吴丽芳; 杨鸣雷; 一种黄连木性别鉴定方法, 2014-01-22, 中国, 201310467123.1 (专利)

3. 吴丽芳; 侯金艳; 沈羊城; 刘文博; 杨鸣雷; 吴影; 李明浩; 赵薇微; 毛颖基 ; 一种山桐子种子高效快速萌发方法, 2014-03-11, 中国, CN201410088431 (专利)

4. 吴丽芳; 侯金艳; 沈羊城; 刘文博; 杨鸣雷; 吴影; 毛颖基; 赵薇微; 李明浩 ; 一种盐肤木优良株系高效快繁的方法, 2014-10-08, 中国, 201410306866.5 (专利)


招聘信息:

 实验室长期招聘博士后/特任副研究员,欢迎对交叉学科具有浓厚研究兴趣的、具备独立研究能力的博士毕业生或者访问学者加入实验室。专业背景包括但不限于分子生物学、生物化学、生物信息学、数学或植物学。具有计算生物学或者基因编辑研究经验者优先。无截止日期,招到为止。

 欢迎对RNA生物学、植物表观遗传学和植物-环境互作具有研究感兴趣的同学前来实验室攻读硕士/博士研究生!实验室欢迎具有不同学科背景的同学来实验室进行交流访问!


联系方式:

 邮件:mlyangrna@ustc.edu.cn



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