项目/导师介绍
The Cohn group致力于研究人类细胞中各种 DNA 修复通路的功能。研究发现了多个参与 DNA 修复通路的新型蛋白,例如Fanconi 贫血(Fanconi Anemia)DNA 修复通路中的关键蛋白。有趣的是,研究表明,这些蛋白通常作为大型多亚基蛋白复合物的一部分发挥作用。研究小组利用分子与细胞生物学、活细胞成像、生物化学、CRISPR/Cas9 基因组编辑和冷冻电子显微镜(cryo-EM)等多种技术手段,持续发现并研究在人类 DNA 修复通路中发挥重要作用的新蛋白。研究组的毕业生已成功在顶尖学术机构担任研究组负责人和博士后研究员,同时也在工业界的关键岗位发挥领导作用。
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研究计划通常包括以下几个关键部分:研究背景、研究目的、研究方法、预期成果、时间安排等。
研究标题:DNA 修复通路及基因组稳定性的研究
研究背景:DNA 修复是维持基因组稳定性和细胞生存能力的关键过程。损伤修复的缺陷会导致基因突变、染色体重排和细胞凋亡,从而引发癌症、衰老和遗传疾病。Fanconi 贫血(FA)通路是重要的 DNA 互换修复系统,在修复 DNA 交联损伤和维持基因组完整性方面发挥核心作用。尽管已经鉴定出 FA 通路的多个关键蛋白,但其分子机制仍未完全阐明。此外,越来越多的证据表明,DNA 修复通路中的多个蛋白质形成大型复合物,并与其他细胞过程(如染色质重塑、信号转导)相互作用,这为深入研究提供了新的方向。
研究目标:
鉴定和表征 DNA 修复通路中的新型蛋白质复合物,揭示其组成和相互作用方式。
解析 Fanconi 贫血 DNA 修复通路的动态调控机制,探索信号转导与 DNA 修复之间的关系。
利用 CRISPR/Cas9 技术构建基因敲除或突变细胞模型,研究 DNA 修复缺陷对细胞生存和基因组稳定性的影响。
利用冷冻电镜解析关键蛋白复合物的三维结构,揭示其功能机制并提供潜在的药物靶点。
研究方法:
分子与细胞生物学实验:包括 DNA 损伤诱导实验、免疫荧光染色、蛋白免疫共沉淀(Co-IP)等,以研究蛋白质的功能和相互作用。
CRISPR/Cas9 基因编辑:构建基因敲除或突变细胞系,分析 DNA 修复缺陷的细胞表型和基因组稳定性。
蛋白生化技术:纯化目标蛋白复合物,进行 pull-down 试验和质谱分析,以揭示其组分。
冷冻电子显微镜(Cryo-EM):解析蛋白质复合物的三维结构,揭示其作用机制。
高分辨活细胞成像:使用荧光标记技术实时追踪 DNA 修复蛋白在细胞中的动态变化。
预期成果:
深化对 DNA 修复通路的理解,为揭示基因组稳定性的调控机制提供新见解。
发现新的 DNA 修复蛋白及其复合物,为抗癌治疗和遗传病治疗提供潜在的分子靶点。
建立基因编辑细胞模型,用于研究 DNA 修复缺陷的生物学效应。
解析关键蛋白的三维结构,为结构导向的药物研发提供基础数据。