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校友费继锋以第一作者在《Nature》上发表论文

时间:2018-01-26 来源:华南师范大学

1月24日,青岛农业大学94级植保校友、华南师范大学脑科学与康复医学研究院青年拔尖人才费继锋博士,与全球10余家科研机构的研究者,以共同第一作者,在自然杂志(Nature)在线发表论文,实现华师科研历史性突破。

图为论文发表网站截图

据介绍,青岛农大94级植保校友、华师脑科学与康复医学研究院青年拔尖人才费继锋博士,与德国马克斯普朗克分子细胞生物学与遗传学研究所、奥地利分子病理研究所等来自全球10余家科研机构的研究者以共同第一作者在自然杂志(Nature)在线发表了题为“The axolotl genome and the evolution of key tissue formation regulators”(DOI: 10.1038/nature25458)的研究论文;华南师范大学为并列第一单位,这是华南师范大学首次以第一单位在自然杂志(Nature)发表研究论文,实现了华南师范大学历史性突破。

图注:Axolotl全基因组序列测定及组装

该论文首次解析了墨西哥钝口螈(Ambystoma Mexicanum)的全基因组序列,为迄今人类所测序的最大的基因组序列(32Gb);并且进一步利用现代基因编辑技术揭示了发育关键基因Pax7在进化过程中在墨西哥钝口螈中的功能以及表达调节变化 。

两栖类脊椎动物蝾螈具有强大的再生能力,其多种组织器官包括中枢神经系统、四肢和许多其它内外部组织器官在损伤后均可在细胞学水平及功能水平上完美再生修复。例如,成体蝾螈在大脑损伤后,可重建损伤前的全部细胞类型,并且再生的蝾螈大脑在形态学上与损伤前无明显差异。

原产于墨西哥的钝口螈为其中的代表物种,是研究发育及再生的重要模式生物。蝾螈组织器官再生的奥秘究竟在哪里?我们是否可以在人类中启动相似的机制,对受损的组织器官,包括中枢神经系统进行重建修复?

蝾螈的基因组大小粗略估计为人类基因组的10倍,应用传统的Illumina短片段测序方法无法有效的组装大基因组。文中利用PacBio长读长测序技术结合新的MARVEL算法以及Bionano光学测序定位,成功组装了迄今为止的最大基因组。

研究表明尽管墨西哥钝口螈的基因组扩张至人类的10倍,然而通过深度的转录组学测序分析表明其编码基因的数量与其它物种比较无明显差别。存在于基因内含子区域及非基因区域的大量重复序列是导致蝾螈基因组扩张的主要原因。此外,通过进一步对墨西哥钝口螈基因组序列的分析,文章成功系统鉴定了普遍存在于其它物种中的重要基因家族(例如:hedgehogs以及Wnts)。

然而,对Pax基因家族的研究表明墨西哥钝口螈缺失了关键基因Pax3。利用现代基因编辑技术在钝口螈中敲除其旁系同源(paralog)基因Pax7, 突变体呈现了典型的Pax3基因缺失表型。表明在进化过程中在钝口螈丢失了Pax3基因之后,Pax7接替了其功能。

目前,尚不能明确此基因代偿事件发生的机制。墨西哥钝口螈基因组全序列的公布,为进一步开展基于基因组的下游研究工作(包括:CHIP-seq, ATAC-seq以及基因编辑等)、以及利用蝾螈解析大脑等中枢神经系统损伤后修复,提供了关键基础资源保障。

费继锋长期从事中枢神经系统的发育与再生机制的研究。自2004年9月开始在德国马克斯普朗克分子细胞生物学与遗传学研究所攻读博士学位;在此期间,以小鼠为模型研究大脑发育过程中神经干细胞的细胞谱系及命运决定。2009年9月加入德国德累斯顿再生治疗中心进行博士后研究工作,以模式生物墨西哥钝口螈为模型研究脊髓的再生机制;建立了世界领先的研究中枢神经损伤修复的实验系统,以及一系列基于现代基因编辑技术的蝾螈基因组操作技术。

2016年11月,费继锋入职华南师范大学脑科学与康复医学研究院,并建立神经系统发育与再生实验室。目前以第一作者(共同第一作者)及通讯作者在Nature、PLOS Biology、PNAS、Cell Reports、Stem Cell Reports、Cerebral Cortex等杂志发表多篇研究论文。

费继锋副教授简介

 

研究领域:

神经生物学,细胞生物学,再生医学
 

教育经历:

1991.09-1994.07 山东省章丘市第七中学

1994.09-1998.07 山东省莱阳农学院(现为青岛农业大学),植保专业,获农学学士学位

1998.09-2001.07 华南农业大学,植物病理专业,植物病毒学方向,

导师,肖火根,李华平教授,获农学硕士学位

2004.09-2008.12 德国马克斯-普朗克分子细胞生物学与遗传学研究所,(Max-Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics)

导师Wieland B. Huttner 教授,所长,获博士学位
 

工作经历:

2001.09-2002.08 新加坡分子农业研究所 (Institute of Molecular Agrobiology)蔡南海教授实验室,助理研究官

2002.08-2004.08 新加坡淡马锡生命科学研究院(Temasek Life Science Laboratory)蔡南海教授实验室,助理研究官

2009.01-2009.08 德国马克斯-普朗克分子细胞生物学与遗传学研究所 (Max-Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics), Wieland B. Huttner 教授(所长)实验室,博士后研究员

2009.09-2016.10 德国德累斯顿再生治疗中心 (Center for Regenerative Therapies Dresden),Elly M.Tanaka 教授(所长)实验室,博士后研究员

2016.11-现在 华南师范大学脑科学研究院,PI(副教授,实验室主任),建立并主持神经系统发育与再生实验室
 

发表论文(部分):

Fei JF*, Schuez M, Knapp D, Taniguchi Y, Drechsel D and Tanaka EM*. Efficient gene knockin in axolotl and its use to test the role of satellite cells in limb regeneration. PNAS. 2017, 114(47):12501-12506. doi: 10.1073/pnas.1706855114. (Cover story, 封面文章)

Tazaki A, Tanaka EM and Fei JF. Salamander spinal cord regeneration: the ultimate positive control in vertebrate spinal cord regeneration. Developmental Biology. 2017, 432(1):63-71. doi: 10.1016/j.ydbio.2017.09.034.

Mircetic J, Steinebrunner I, Ding L, Fei JF, Bogdanova A, Drechsel D and Buchholz F. Purified Cas9 Fusion Proteins for Advanced Genome Manipulation. Small Methods. 20 MAR 2017; doi: 10.1002/smtd.201600052

Fei JF*, Knapp D, Schuez M, Murawala P, Zou Y, Drechsel D and Tanaka EM*. Tissue- and time-directed electroporation of Cas9 protein-gRNA complexes in vivo yields efficient multigene knockout for studying gene function in regeneration. npj Regenetive Medicine. 2016,1(16002) ; doi:10.1038/npjregenmed.2016.2

Papanikos F#, Daniel K#, Ramlal A#, Fei JF, Kurth T, Wojtasz L, Derely I, Maiwald N, Penninger J, Surani A, Toth A*. The enigmatic meiotic dense body and its newly discovered component, SCML1, are dispensible for fertility and gametogenesis in mice. Chromosoma. 10 May 2016; doi:10.1007/s00412-016-0598-1

Wong FK#, Fei JF#(co-first author), Mora-Bermúdez F, Taverna E, Haffner C, Fu J, Anastassiadis K, Stewart AF and Huttner WB. Sustained Pax6 expression generates primate-like basal radial glia in developing mouse neocortex. PLOS Biology. 2015 Aug 7;13 (8):e10022172015.

Fei JF, Schuez M, Tazaki A, Taniguchi Y, Roensch K, Tanaka EM. CRISPR-Mediated Genomic Deletion of Sox2 in the Axolotl Shows a Requirement in Spinal Cord Neural Stem Cell Amplification during Tail Regeneration. Stem Cell Reports. 2014.Sep 9;3(3):444-59. (Cover story, 封面文章)

Fei JF, Haffner C, Huttner WB. 3' UTR-dependent, miR-92-mediated restriction of Tis21 expression maintains asymmetric neural stem cell division to ensure proper neocortex size. Cell Reports. 2014,7(2):398-411.
 

教学经历:

理论实践课

2000.05 华南农业大学资源环境学院讲授本科班“植物病毒学”10学时

2014.11 组织讲授马普所-德累斯顿工业大学博士班为期两周的理论实践课,

主题“研究Hippo信号通路在蝾螈脊髓再生过程中对神经干细胞增殖/分化的调控作用”

指导硕士/博士论文

2010年 指导硕士研究生Keith Gunapala,现为巴塞尔大学博士生

论文题目: "Investigating the trigger signal of axolotl spinal cord regeneration"

2012年 指导硕士研究生Björn Neumann,现为剑桥大学博士生

论文题目: "Development of knockdown approaches for gene function analysis in Axolotls"

2013年 指导硕士研究生Dorothee Mugele,现为伦敦国王学院博士生

论文题目: "Evaluation of the RNAi-mediated gene knockdown in axolotls"

2015年 指导DAAD 奖学金学生Stephanie Marcus, 2016级洛克菲勒大学博士生

论文题目: CRISPR-mediated gene knockout as a method for studying regeneration of the spinal cord

2014-现在 参与指导博士研究生Sergej Nowoshilow, 现为Elly Tanaka 实验室博士生

研究基金项目:

2018-2019  国家自然科学基金面上项目 "利用再生模式生物蝾螈(Ambystoma mexicanum)研究启动脊髓再生的机制" (批准号:31771611) 项目负责人, 25万元, 执行期限 2018年1月至2019年12月

2017-2019  华南师范大学高水平大学建设专项资金高层次引进人才科研启动经费

项目负责人, 300万元

2015-2016  CRTD postdoc seed grant "Inducible Cas9/CRISPR for Conditional Gene Knockouts in Vertebrate Regenerative Model Systems "项目负责人, 1万欧元

2014-2017  DFG grant (DFG274/3-3) "Establishment and application of targeted gene knockout and knock-in approach in axolotl for regeneration research" 项目参与人, 30万欧元

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