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 研究方向

        细胞的有丝分裂是生长发育的重要基础。该过程容易出错,一个很小的错误就可能导致细胞染色体数目的异常,即非整倍体。非整倍体是大多数肿瘤细胞的重要特征,还可能促进癌变。同时,有丝分裂的错误也会造成DNA损伤和染色体结构异常,导致基因组的不稳定。而且,肿瘤的形成往往也是细胞分裂失控的结果,这使得有丝分裂本身成为抗癌的重要靶标。因此,对有丝分裂的研究,不仅有利于探明这一基本生命活动的规律,而且对于癌症等疾病的防治具有重要意义。

    本课题组致力于细胞周期的研究,特别是调控有丝分裂的分子机制,重点是相关蛋白激酶的功能及调节机制、组蛋白修饰对染色体行为的影响、着丝粒的结构与功能、有丝分裂的表观遗传调控、有丝分裂靶向的抗癌药物研发,以及有丝分裂缺陷导致的染色体不稳定性与癌症的关系。

    我们将瞄准细胞周期及有丝分裂研究的最前沿,与国内外同行紧密合作,通过对蛋白激酶生物学、染色体与着丝粒生物学,以及组蛋白密码等方向的深入研究,揭示有丝分裂的基本规律,为针对细胞分裂及其调控因子的抗癌药物研发和疾病诊断提供新的思路、靶标和技术。

 

研究进展

[2013/04]    汪方炜实验室Cell出版社旗下的Trends in Cell Biology杂志(五年平均IF=11.453发表题为“Histone modifications and mitosis: countermarks, landmarks and bookmarks的综述文章,总结和展望了组蛋白修饰在有丝分裂中的重要作用。汪方炜教授是第一作者和共同通讯作者,浙大生研院为第一单位。

 

[2014/03] 汪方炜实验室欧洲分子生物学组织(EMBO)的旗下的EMBO Reports杂志IF=7.739发表题为Polo-like kinase-1 triggers histone phosphorylation by Haspin in mitosis的研究论文,揭示蛋白激酶Cdk1Plk1HaspinAurora B等协同作用调控有丝分裂期组蛋白H3磷酸化和染色体分离的分子机制。硕士生周琳莉和田小影是共同第一作者,汪方炜教授是通讯作者。

 

 

 

[2017/03]  汪方炜实验室Cell子刊Current Biology杂志(五年平均IF=9.733)发表题为The N-Terminal Non-Kinase-Domain-Mediated Binding of Haspin to Pds5B Protects Centromeric Cohesion in Mitosis的长篇论文(Article揭示了细胞保护染色体稳定性的新机制。博士生周琳莉和梁材是共同第一作者,汪方炜教授是唯一通讯作者。

    黏连蛋白复合体(cohesin)维持姐妹染色单体配对,并促进染色体与纺锤体的正确连接。在有丝分裂的初期,染色体臂上的cohesin复合体在其调节亚基Wapl的作用下被大量地去除,而着丝粒区的cohesin必须得以保留才能防止染色体的错误分离。以往的研究显示,癌细胞的染色体不稳定性多数是由于着丝粒区姐妹染色体粘连缺陷造成的。姐妹染色体粘连的调控机制是细胞生物学相关领域的重要研究课题。

    汪方炜实验室研究发现,蛋白激酶Haspin通过位于氨基端非激酶域的一个保守基序与cohesin亚基Pds5B直接结合;而且,HaspinPds5B的结合能竞争性地阻碍Wapl以类似的方式与Pds5B相结合。敲除Haspin或特异性地破坏HaspinPds5B的结合,会造成着姐妹染色体粘连的缺陷,使得染色体不能正常整列并提前分离;而抑制Wapl的活性或恢复着丝粒区HaspinPds5B的结合,则可以防止姐妹染色体粘连缺陷的发生。这些结果表明,Haspin通过结合Pds5B拮抗了Wapl对着丝粒区cohesin的去除,保证了姐妹染色单体的正常粘连和正确分离,从而保护了染色体的稳定性。

    此项研究不仅揭示了Haspin作为cohesin复合体调节亚基的新功能,而且解析了姐妹染色体粘连调控的新机制,是细胞分裂及染色体生物学等相关研究领域的重要进展。这项研究成果对于深入理解染色体粘连缺陷、染色体不稳定性及癌症之间的关系具有重要意义。