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真菌分子遗传学研究组


研究组长:刘晓

电话/传真:86-10-64806107         

电子邮件:  liux@im.ac.cn
通讯地址:北京市朝阳区北辰西路1号院3号,100101


组长简介

      刘晓,博士、项目研究员,博士生导师,2014年毕业于中国农业大学,获博士学位。随后在美国德克萨斯大学西南医学中心继续博士后研究工作。2019年任中国科学院微生物研究所研究组长。主要利用模式真菌粗糙脉孢菌和病原真菌研究生物钟运行的基本机制,表观遗传调控机制以及真菌与病毒的互作机制。研究成果发表在Molecular Cell、 Nature Communications、 PNAS、 PLoS Genetics、Molecular and Cellular Biology和Journal of Biological Chemistry等杂志。



教育工作经历

2019.03至今,      中国科学院微生物研究所真菌学国家重点实验室,项目研究员,研究组长

2014.10-2019.03   美国德克萨斯大学西南医学中心,博士后

2009.09-2014.07   中国农业大学,博士

2005.09-2009.07   山东农业大学,  本科


获奖情况

2014年 北京市优秀毕业生

2013年 中国农业大学校长奖学金


研究方向及研究内容  

1.  真菌生物钟调控机制
        生物钟是指生物生命活动的内在节律性,并通过生化反应、细胞、发育和行为等层面表现出来,对于生物有效适应地球环境具有重要意义。生物钟基因突变会引发不同的人类疾病,例如睡眠障碍、情绪低落、代谢综合症以及癌症等。 课题组以利用粗糙脉孢菌和病原真菌为材料,研究生物钟调控机制以及生物钟对病原真菌致病因子的调控作用。相关研究不仅解析生物钟对真菌遗传发育和致病性的调控机制,还促进理解不同物种保守的生物钟运行机制。
       主要研究内容包括:(1)转录因子和表观遗传调控因子对生物钟基因表达的调控作用;(2)生物钟与体内各类信号通路的相互调控关系;(3)生物钟的温度补偿机制;(4)生物钟对真菌发育、代谢和侵染的调控作用。

2. 真菌表观遗传调控机制
        表观遗传调控是基因表达调控的重要环节,包括DNA甲基化、组蛋白修饰和染色质重塑等。表观遗传调控与人类发育、代谢、免疫和肿瘤疾病等密切相关。课题组以粗糙脉孢菌和病原真菌为材料,研究不同的环境和营养条件下表观遗传调控因子、转录因子以及激酶信号通路对基因表达的调控作用。

3. 真菌与病毒的相互作用机制
        真菌病毒包括RNA病毒和DNA病毒,感染真菌并在其体内增殖。真菌病毒侵染真菌并影响真菌的生长发育,例如造成蘑菇等真菌的减产或减弱植物病原真菌病害。在长期进化过程中,真菌体内形成拮抗病毒感染的宿主防御系统。课题组以利用粗糙脉孢菌和病原真菌为材料,一方面研究病毒如何侵染病原真菌,为病原真菌的生物防治提供理论基础;另一方面,研究真菌体内除RNA干扰之外的新型宿主防御系统,为开发新型基因编辑工具奠定理论基础。



代表性论文

1. Liu, X.*, Chen, A.*, Caicedo-Casso, A. Cui, G., Du, M., He, Q., Lim, S., Kim, H.J., Hong, C.I., and Liu, Y. (2019). FRQ-CK1 interaction determines the period of circadian rhythms in Neurospora. Nature Communications 10, 4352. (* Co-first author)

2. Cao, X.*, Liu, X.*, Li, H., Fan, Y., Duan, J., Liu, Y., and He, Q. (2018). Transcription factor CBF-1 is critical for circadian gene expression by modulating WHITE COLLAR complex recruitment to the frq locus. PLoS Genetics 14, e1007570. (* Co-first author)

3. Liu X, Dang Y, Matsu-Ura T, He Y, He Q, Hong CI, Liu Y. DNA replication is required for circadian clock function by regulating rhythmic nucleosome composition. Molecular Cell. 2017 Jul 20;67(2):203-213.e4. (Highlighted by Nature Reviews Molecular Cell Biology)

4. Sun G*, Zhou Z*, Liu X*, Gai K, Liu Q, Cha J, Kaleri FN, Wang Y, He Q. Suppression of WHITE COLLAR-independent frequency transcription by histone H3 lysine 36 methyltransferase SET-2 is necessary for clock function in Neurospora. Journal of Biological Chemistry. 2016 May 20;291(21):11055-63. (* Co-first author)
5. Liu X, Li H, Liu Q, Niu Y, Hu Q, Deng H, Cha J, Wang Y, Liu Y, He Q. Role for protein kinase A in the Neurospora circadian clock by regulating White Collar-independent frequency transcription through phosphorylation of RCM-1. Molecular and Cellular Biology. 2015 Jun;35(12):2088-102.
6. Zhou Z*, Liu X*, Hu Q*, Zhang N, Sun G, Cha J, Wang Y, Liu Y, He Q. Suppression of WC-independent frequency transcription by RCO-1 is essential for Neurospora circadian clock. PNAS. 2013 Dec 10;110(50):E4867-74. (* Co-first author)

代表性图片


 

图1. 生物钟与细胞周期相互依赖模型图

DNA replication is required for circadian clock function by regulating rhythmic nucleosome composition.  Liu X, et al., Mol Cell. 2017. (Highlighted by Nature Reviews Molecular Cell Biology)




图2. FRO-CK1相互作用决定生物钟周期

FRQ-CK1 interaction determines the period of circadian rhythms in Neurospora. Liu, X., et al., Nature Communications. 2019





 

图 3. RCO-1/RCM-1及PKA调控WC-independent frq 转录模型图
Role for protein kinase A in the Neurospora circadian clock by regulating White Collar-independent frequency transcription through phosphorylation of RCM-1. Liu X, et al., Mol Cell Biol. 2015 
Suppression of WC-independent frequency transcription by RCO-1 is essential for Neurospora circadian clock. Zhou Z*, Liu X*, Hu Q*, et al., PNAS. 2013