DNA修饰与分子毒理研究组课题组简介

我们的研究主要包括四个方面的工作：

一、高灵敏DNA损伤和核酸表观修饰分析
利用高分辨的LC-MS/MS技术发展超高灵敏的DNA损伤和核酸修饰分析方法，在复杂生物样品的预处理、痕量修饰的检测和新修饰形式的鉴定等方面进行了系统性研究。

二、单分子水平相互作用分析及DNA同源重组机制研究
利用自主研发的毛细管电泳-激光诱导荧光偏振和毛细管电泳-单分子成像装置研究生物大分子的相互租用，在DNA损伤修复和同源重组机制等研究领域取得了显著成果。

三、DNA N⁶-甲基腺嘌呤修饰全基因组测序、功能与调控机制
在国际上率先在高等真核生物果蝇基因组中检测到N⁶-甲基腺嘌呤修饰（m6A）,并鉴定出其去甲基化酶，相关成果以封面文章发表在 Cell 上，为表观遗传学研究开辟了新的方向。目前，m6A 的全基因组分布、生物学功能与更精确的调控机制还不是十分清楚，是当前的研究难点和热点。

四、环境小分子调控DNA甲基化效应与机制

我们在环境小分子与生物大分子的交互研究，尤其是在DNA甲基化的调控方面取得了一些列研究成果，筛选出了多种环境小分子（如维生素C、苯醌类化合物、蒽环类药物Ida 和重金属镍、镉等）可以与DNA 去甲基化酶交互作用，并揭示了四类不同的作用机制。

DNA修饰与分子毒理研究组研究队伍

组长

汪海林

研究员

[博士生导师]

成员

尹俊发	副研究员	[硕士生导师]
章大鹏	副研究员
赖玮毅	助理研究员

客座研究人员

博士后

博士生

袁征	陈政	任云	莫杰珍
余方志	陈少坤	吕聪	刘艳
梁子钰

硕士生

李瑶	景昶衡	孙境蔚	郑婧
张蕊

DNA修饰与分子毒理研究组承担项目

国家自然科学基金重大科研仪器研制项目，21927807，电场操控单分子装置与蛋白质-DNA相互作用研究，2020.01-2024.12，790万，在研，主持；
国家自然科学基金重大研究计划“大气细颗粒物的毒理与健康效应” 重点支持项目，91743201，大气中黑炭细颗粒的遗传与表观遗传毒性分析与分子机制研究，2018.01-2021.12，300万，在研，主持；
中国科学院前沿科学重点研究项目，QYZDJ-SSW-DQC017，环境小分子与表观遗传的交互作用，2016.08-2020.12，300万，在研，主持；
国家自然科学基金重点项目，21435008，针对蛋白质-核酸相互作用研究的单分子荧光偏振分析方法学与技术，2015.01-2019.12，340万，已结题，主持；
中国科学院战略性先导科技专项B类，XDB14030201，典型污染物诱导的核酸甲基化与去甲基化与调控机制，2014.07-2019.06，780万，已结题，主持；
国家自然科学基金科学仪器基础研究专款，21327006，毛细管电泳-双光子荧光偏振单分子检测装置，2014.01-2017.12，280万，已结题，主持；
国家杰出青年科学基金项目，21125523，分析化学，2012.01-2015.12，200万，已结题，主持。

DNA修饰与分子毒理研究组近期成果

代表论文: （#共同第一作者，*通讯作者）

1. Li, Z.; Lyu C.;Ren, Y.; Wang, H*. Role of TET Dioxygenases and DNA Hydroxymethylation in Bisphenols-Stimulated Proliferation of Breast Cancer Cells, Environ. Health Perspect., 128(2): 0-027008 (2020).

2. Liu, X.; Lai ,W.; Li ,Y.; Chen, S.; Liu, B.;,Zhang, N.; Mo, J.; Lyu, C.; Zheng, J.; Du, Y.R.; Jiang, G.; Xu, G.L.; Wang, H*. N6-methyladenine is incorporated into mammalian genome by DNA polymerase. Cell Res., https://doi.org/10.1038/s41422-020-0317-6 (2020).

3. Yu, F.; Yuan, Z.; Zhang, D.; Liu, Y.; Zhao, Q.; Wang H.* High-affinity and undissociated capillary electrophoresis for DNA strand exchange analysis. Chem Comm (Camb). doi: 10.1039/d0cc02844d (2020). (Back Cover)

4. Liu, J.#; Jiang, J.#; Mo, J.#; Liu, D#; Cao, D.; Wang, H,*; He, Y.*; Wang, H*. Global DNA 5-Hydroxymethylcytosine and 5-Formylcytosine Contents Are Decreased in the Early Stage of Hepatocellular Carcinoma. Hepatology, 2019, 69(1): 196-208.

5. Lai, W.; Lyu, C.; Wang, H.* Vertical Ultrafiltration-Facilitated DNA Digestion for Rapid and Sensitive UHPLC-MS/MS Detection of DNA Modifications. Anal. Chem., 90:6859-6866 (2018).

6. Liu, X.; Lai, W.; Zhang, N.; Wang, H.* Predominance of N6-Methyladenine-Specific DNA Fragments Enriched by Multiple Immunoprecipitation. Anal. Chem., 90:5546-5551(2018) .

7. Yang, X.#; Yang, Y.#; Sun, B. F.#; Chen, Y. S.#; Xu, J. W.#; Lai, W. Y.#; Li, A.; Wang, X.; Bhattarai, D. P.; Xiao, W.; Sun, H. Y.; Zhu, Q.; Ma, H. L.; Adhikari, S.; Sun, M.; Hao, Y. J.; Zhang, B.; Huang, C. M.; Huang, N.; Jiang, G. B.; Zhao, Y. L.; Wang, H. L.*; Sun, Y. P.*; Yang, Y. G.* 5-methylcytosine promotes mRNA export – NSUN2 as the methyltransferases and ALYREF as an m5C reader. Cell Res. 27:606-625 (2017) (Cover, highlighted).

8. Zhao, B.#; Zhang, D#.; Li, C.; Yuan, Z.; Zhong, S.; Jiang, G.; Yang, Y. G.; Le, X. C.; Weinfeld, M.; Zhu P.; Wang, H.* ATpase activity tightly regulates RecA nucleofilaments to promote homologous recombination. Cell Discov. 3:16053 (2017).

9. Zhang, G.#; Huang, H.#; Liu, D.#;, Cheng, Y.; Liu, X.; Zhang, W.; Yin, R.; Zhang, D.; Zhang, P.; Liu, J.; Li,C.; Liu, B.; Luo, Y.; Zhu, Y.; Zhang, N.; He, S.; He, C.; Wang, H.*; Chen, D.* N6-methyladenine DNA modification in Drosophila. Cell, 161:893-906 (2015).

10. Zhao, C.; Wang, H.*; Zhao, B. L.; Li, C. P.; Yin, R.; Song, M.; Liu, Z.; Jiang, G. B. Boronic acid-mediated polymerase chain reaction for gene- and fragment-specific detection of 5-hydroxymethylcytosine. Nucleic Acids Res., 42: e81 (2014).

11. Zhao, B. L.#; Yang, Y. #; Wang, X.#; Chong Z.; Yin, R.; Song, S. H.; Zhao, C.; Li, C.; Huang, H.; Sun, B. F. Wu, D.; Jin, K. X. Song, M.; Zhu, B. Z.; Jiang, G.; Danielsen, J. M. R.; Xu, G. L.; Yang, Y. G.*; Wang, H.* Redox-active quinones induces genome-wide DNA methylation changes by an iron-mediated and Tet-dependent mechanism. Nucleic Acids Res., 42:1593-1605 (2014).

12. Yin, R.; Mao, S.-Q.; Zhao, B.; Chong, Z.; Yang, Y.; Zhao, C.; Zhang, D.; Huang, H.; Gao, J.; Li, Z,; Jiao, Y.; Li, C.; Liu, S.; Wu, D.; Gu, W.; Yang, Y. G.; Xu, G. L.; Wang, H.* Ascorbic Acid Enhances Tet-mediated 5-Methylcytosine Oxidation and Promotes DNA Demethylation in Mammals. J. Am. Chem. Soc., 135:10396-10403 (2013). (Highlighted by Nature Reviews Genetics)

13. Liu, S.; Zhao, B.; Zhang, D.; Li, C.; Wang, H*. Imaging of Non-uniform Motion of Single DNA Molecules Reveals the Kinetics of Varying-Field Isotachophoresis. J. Am. Chem. Soc., 135:4644-4647 (2013).

14. Zhang, D. P.; Lu, M.; Wang, H.* Fluorescence anisotropy analysis for mapping aptamer-protein interaction at the single nucleotide level. J. Am. Chem. Soc., 133: 9188-9191 (2011).

15. Wang, H.; Lu, M.; Tang, M.-S.; Van Houten, B.; Ross, J. B. A.; Weinfeld, M.*; Le, X. C*. DNA wrapping is required for DNA damage recognition in the Escherichia coli DNA nucleotide excision repair pathway. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 106: 12849-12854 (2009).

BOOK and BOOK CHAPTERS:

Wang, H.*; Lu, M.; Dever, B; Shen, S.; Le, X. C. Section 3.15: Affinity capillary electrophoresis in the study of DNA damage, repair, and methylation. Book: Comprehensive sampling and sample preparation. Elsevier Press. 2012)
Lu, M.*; Wang, H.; Geisel, Z.; Le, X. C. Section 3.26: Enzyme digestion for arsenic speciation. Book: Comprehensive sampling and sample preparation. Elsevier Press. 2012
江桂斌，汪海林，戴家银，吕雪飞，邵晶。现代毒理学，译自A Textbook of morden toxicology Text (3rd edition, edited by Enerst Hodgson). 科学出版社。 2011.

DNA修饰与分子毒理研究组获奖情况

百千万人才工程入选者，被授予“有突出贡献中青年专家”荣誉称号
中国分析测试协会科学技术特等奖 (2015)、一等奖 (2010, 2013)和二等奖 (1995，1998)
中科院“优秀研究生导师奖”(2012, 2015)
中科院“优秀研究生指导教师奖” (2013)
中科院“杰出成就奖”（主要完成者）(2013)
教育部优秀成果一等奖 (2007)
中国科学院院长特别奖 (1997, 2012, 2015)

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章大鹏： dpzhang@rcees.ac.cn
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