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大庆校区在超级增强子转录调控研究领域再创新突破
作者:姚大志 高宇 罗树新  文章来源:本站原创 点击数:1404 更新时间:2019/4/18 8:57:58

  2019年4月,哈医大大庆校区李春权教授课题组在超级增强子转录调控领域再次取得了新的突破。继2018年在国际顶级生物信息学杂志《Nucleic Acids Research》(SCI影响因子高达11.561)发表超级增强子转录调控论文后,另一个最新的超级增强子研究成果论文再次成功发表在《Nucleic Acids Research》杂志。该论文以哈医大大庆校区为第一作者及通讯作者单位。
  李春权教授课题组通过这两篇《Nucleic Acids Research》论文的成功发表,为生命科学领域,提供了强大的超级增强子生物信息资源和分析策略。去年开发的SEdb超级增强子数据库(http://www.licpathway.net/sedb/),是目前世界上最全面的人类的超级增强子生物信息资源库;最新开发的SEanalysis在线软件分析平台(http://licpathway.net/SEanalysis/index.do),是超级增强子领域第一款基于web平台的在线超级增强子上下游调控网络分析工具。
  超级增强子(Super Enhancer, SE)是近年来发现的能够控制关键基因转录的一组新的DNA调控元件。超级增强子强烈控制细胞身份特异的基因表达,并在癌症发生、细胞分化、免疫应答等生物学过程中发挥着重要调控功能。由于许多肿瘤细胞关键致癌基因由超级增强子驱动,超级增强子有潜力成为理想的抗癌靶点,已成为世界科技前沿的研究热点。从2017年开始,李春权教授课题组独立开展了人类超级增强子(Super-Enhancer)全面注释,于2018年高效完成了SEdb生物信息资源平台的建立(http://www.licpathway.net/sedb/)。在李春权教授指导下,钱凤翠与姜勇(研究生)、白雪峰(教师)共同合作,以并列第一作者的身份建立了SEdb生物信息资源平台,在国际顶级杂志《Nucleic Acids Research》发表了影响因子高达11.561的学术论文。SEdb生物信息资源库通过整合NCBI中的SRA、ENCODE、Roadmap、GGR的H3K27AC的原始测序数据,从超过三千个样本中筛选出542套H3K27AC组蛋白乙酰化修饰数据,使用生物信息学系列软件与算法,通过大量计算挖掘得到最全面关于人类的超级增强子SEdb生物信息资源库。
  超级增强子的典型特征是其上有许多转录因子的富集,这些转录因子又被大量信号通路所调控。显然,超级增强子、它们的下游靶基因、绑定超级增强子的转录因子及上游信号通路形成了复杂的调控网络。从复杂的调控网络中,分析超级增强子的上下游调控关系意义重大。因此,在完成SEdb平台后,李春权教授与中山大学林德晨教授和汕头大学李恩民、许丽艳教授课题组进一步开展合作完成了超级增强子调控分析工具,即SEanalysis工具。SEanalysis工具(http://licpathway.net/SEanalysis/index.do)属于一款在线软件分析平台,能够提供三种强大的超级增强子上下游调控分析。SEanalysis除了包含用于SEdb数据库的540多种细胞/组织的33万多个超级增强子以外,还从ENCODE、Remap、Cistrome、ChIP-Atlas、GTRD数据库整合了5042个转录因子的ChIP-seq数据。包含约700个人类转录因子的Motif以及从10个数据库获得的2880个通路。通过借助强大的生物信息学网络技术,构建了超级增强子、下游靶基因、转录因子及上游信号通路的复杂调控网络。基于数百个细胞/组织的复杂调控网络,开发了三套超级增强子相关的调控分析策略:(1)通路下游增强子分析(2)超级增强子上游调控分析(3)基因组区域分析。
  近年来,大庆校区通过加大对医学信息学系计算生物学科研实验室建设投入、为李春权科研团队租用阿里云服务器提供费用、提供日常实验耗材等措施为团队开展研究提供有力保障。从2014年到2019年,李春权教授带领大庆校区生物信息科研团队,砥砺前行,艰苦奋斗,实现了从无到有的突破。多年的披星戴月,多年的努力坚持、艰苦付出,团队形成了“教师+研究生+本科生”的梯队建设模式,即教师带研究生,研究生带本科生,高年级带低年级,一级一级地阶梯式递进。团队科研实力迅速提升,3名高年级研究生钱凤翠(研二)、姜勇(研二)和汤治东(研三),全部在顶级生物信息学杂志,包括:《Nucleic Acids Research》(姜勇、钱凤翠)、《Briefings in bioinformatics》(汤治东),以第一作者身份发表过高水平论文。从2014年到2019年间,李春权课题组团队累计发表SCI收录论文48篇,以李春权教授为第一作者或通讯作者的论文34篇,其中影响因子大于10的2篇,大于5的12篇。团队教师共获批科研立项20余项,其中包括李春权教授主持的国家自然科学基金2项,黑龙江省自然科学基金2项。
  生物信息科研团队在超级增强子转录调控研究领域的两次突破,充分显示出我校在该领域的科研实力,将进一步提升哈尔滨医科大学生物信息学研究的国内、国际地位和影响力。   

  参考:
  1.SEanalysis超级增强子调控在线软件分析平台: (http://licpathway.net/SEanalysis/index.do
  2.SEdb超级增强子数据库(http://www.licpathway.net/sedb/
  3.Jiang Y#, Qian F#, Bai X#, Liu Y, Wang Q, Ai B, Han X, Shi S, Zhang J, Li X, Tang Z, Pan Q, Wang Y, Wang F, Li C*. SEdb: a comprehensive human super-enhancer database. Nucleic Acids Res. 2019;47(D1):D235-D243.
  4.Qian F#, Li X#, Guo J#, Zhao J, Li Y, Tang Z, Zhou L, Zhang J, Bai X, Jiang Y, Pan Q, Wang Q, Li E, Li C*, Xu L*, Lin D*. SEanalysis: A web tool for super-enhancer associated regulatory analysis. Nucleic Acids Res. 2019 (in press).

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