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生命是如何產(chǎn)生的？如何變復雜的？意識的本質(zhì)是什么？這是生物學的三大關鍵問題，我們試圖通過細胞命運和表觀遺傳的研究，對第二個問題做出關鍵推進，并引導到第三個問題。

細胞是生命活動的基本單位，從進化角度看，細胞先經(jīng)歷了細胞內(nèi)結構的特化和功能的擴展，之后才開始多細胞生物的進化，多細胞生物個體則包含多種具備獨特功能的細胞。多細胞生物的個體發(fā)育是幾乎不涉及基因序列改變的，那這些細胞如何被引導到特定的細胞狀態(tài)呢？這個問題被稱為細胞命運決定，涉及表觀遺傳學、信號轉(zhuǎn)導等等一系列基本科學問題。生命活動之所以難以理解，在于影響一個現(xiàn)象（如細胞命運）的因素是多維度的，這也是目前在細胞再生治療等實踐中所遇到的理論困難的根本原因。因此進一步了解細胞命運決定各因素之間的相互聯(lián)系，將能夠?qū)M化中多細胞生物其細胞組織功能的形成有更深入的了解，也將有機會創(chuàng)造了解這種多維度支配下的生物系統(tǒng)的嶄新思維模式。

細胞命運決定一方面是干細胞應用技術所亟需的基本理論，另一方面更是從細胞生物學角度理解多細胞生物生命活動的重要基礎研究命題。我們在過去的研究中揭示表觀遺傳因素如組蛋白甲基化是如何被細胞外環(huán)境、核心轉(zhuǎn)錄因子所影響、進而決定細胞命運的，發(fā)展了一系列追蹤復雜細胞命運中轉(zhuǎn)錄信息和非編碼序列信息變化的新算法。我們的長遠目標是通過這一系列研究，清晰地理解多細胞生物的功能組織過程，提出新的生物學研究思路及理論，也希望將這種知識運用到人類健康事業(yè)上。

主要研究方向

1）以干細胞模型（如類器官、重編程等）研究細胞命運決定的分子調(diào)控機理；主要探討表觀遺傳調(diào)控的特異性機制，及其與信號轉(zhuǎn)導、轉(zhuǎn)錄因子、非編碼遺傳信息之間的聯(lián)系。

2）以細胞命運轉(zhuǎn)化模型中采集的表觀遺傳組和單細胞轉(zhuǎn)錄組等大數(shù)據(jù)，通過計算生物學挖掘重要生物學機理，根據(jù)新理論開發(fā)新算法和新軟件。

3）通過細胞命運決定理論促進干細胞誘導分化的技術實踐（旨在獲得具有體內(nèi)功能的細胞，目前這仍是主要瓶頸），從而推進再生醫(yī)學發(fā)展。

核心技術平臺

1.干細胞培養(yǎng)與分化，包括類器官3D培養(yǎng)和化學生物學方法；

2.先進的干細胞遺傳學和小鼠遺傳學系統(tǒng)，應用遺傳學手段實現(xiàn)可信的科學證明；

3.前沿的生物學信息學研究能力，基于理論創(chuàng)新需求的算法開發(fā)能力。

國家自然科學獎二等獎 （2018）

廣東省青年科技創(chuàng)新獎（2023）

第二十五屆廣東青年五四獎章（2023）

第一屆中國科學院青年五四獎章（2022）

廣東省科學技術一等獎（2015）；

廣州市科學技術一等獎（2015）；

中國科學院杰出成就獎（團隊，2017）；

中國科學院卓越青年科學家（2014）；

廣東省南粵創(chuàng)新獎（團隊，2017）；

連續(xù)三年（2020-2022）獲得中國科學院優(yōu)秀導師榮譽稱號等。

（*為通訊作者），以下工作更新于2024年，完整論文信息請見https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/?term=jiekai+chen

2024年

1.??????? Shan, Ziyun, Yingying Zhao, Xiuyu Chen, Guodong Zhan, Junju Huang, Xuejie Yang, Chongshen Xu, ; …;?Jiekai Chen*;? KMT2D Deficiency Leads to Cellular Developmental Disorders and Enhancer Dysregulation in Neural-Crest-Containing Brain Organoids, Science Bulletin ,2024,69(22): 3533–46.（闡明KMT2D缺失影響神經(jīng)元及神經(jīng)嵴分化異常的分子機制）

2.??????? Lai, Wanjing, Yingying Zhao, Yalan Chen, Zhenzhu Dai, Ruhai Chen, Yimei Niu, Xiaoxia Chen; …;?Jiekai Chen*;? Autism Patient-Derived SHANK2BY29X Mutation Affects the Development of ALDH1A1 Negative Dopamine Neuron, Molecular Psychiatry ,2024,29(10): 3180–94.（自閉癥患者的SHANK2BY29X突變影響ALDH1A1陰性多巴胺神經(jīng)元的發(fā)育）

2023年

3.??????? Cao, Shangtao, Huijian Feng, Hongyan Yi, Mengjie Pan, Lihui Lin, Yao Santo Zhang, Ziyu Feng; …;?Jiekai Chen*;? Single-Cell RNA Sequencing Reveals the Developmental Program Underlying Proximal–Distal Patterning of the Human Lung at the Embryonic Stage,?Cell Research ,2023,33(6): 421–33.（開發(fā)單細胞測序技術解析胎肺發(fā)育的近-遠端特化進程）

2021年

4.??????? Jiadong Liu^#; Mingwei Gao^#; Jiangping He^#; Kaixin Wu; Siyuan Lin; Lingmei Jin; …;?Jiekai Chen*;?The RNA m6A reader YTHDC1 silences retrotransposons and guards ES cell identity,?Nature, 2021, 591(7849): 322-326.?(發(fā)現(xiàn)RNA m6A調(diào)控異染色質(zhì)和干細胞的新功能)?

5.??????? Jiangping He; …; Andrew P. Hutchins*;?Jiekai Chen*;?Identifying transposable element expression dynamics and heterogeneity during development at the single-cell level with a processing pipeline scTE,?Nature Communications, 2021, 12(1): 1456.?(開發(fā)單細胞測序分析轉(zhuǎn)座元件的新工具)?

6.??????? Feng-Liang Liu^#; Kaixin Wu^#; Jiaoyang Sun^#; Zilei Duan^#; Xiongzhi Quan; …; Guangming Wu*; Yong-Tang Zheng*;?Jiekai Chen*;?Rapid generation of ACE2 humanized inbred mouse model for COVID-19 with tetraploid complementation,?National Science Review, 2021.?（新一代動物模型技術，35天制備新冠易感小鼠）

7.??????? ?Xianwen Ren^#; Wen Wen^#; Xiaoying Fan^#; …; Hongyang Wang*; Bing Su*; Zheng Zhang*; Kun Qu*; Xiaoqun Wang*;?Jiekai Chen*; Ronghua Jin*; Zemin Zhang*;?COVID-19 immune features revealed by a large-scale single cell transcriptome atlas,?Cell, 2021.?(新冠肺炎單細胞研究中國聯(lián)盟，限于篇幅未列出所有重要作者)?

2020年

8.??????? Kaixin Wu^#; He Liu^#; Yaofeng Wang; Jiangping He; …;?Jiekai Chen*;?SETDB1-Mediated Cell Fate Transition between 2C- Like and Pluripotent States,?Cell Reports, 2020, 30(1): 25-36.?(發(fā)現(xiàn)H3K9甲基化酶SETDB1調(diào)控干細胞多能性和全能性)

9.??????? Jiadong Liu^#; Mingwei Gao^#; …;?Jiekai Chen*;?YTHDF2/3 Are Required for Somatic Reprogramming through Different RNA Deadenylation Pathways,?Cell Reports, 2020, 32(10): 108120.?

10.???? Jiekai Chen*;?Perspectives on somatic reprogramming: spotlighting epigenetic regulation and cellular heterogeneity,?Current Opinion in Genetics & Development, 2020, 64: 21-25.

11.???? ?Jiangping He^#; Shuijiang Cai^#; Huijian Feng^#; Baomei Cai^#; Lihui Lin^#; Yuanbang Mai; …; Nanshan Zhong; Xinwen Chen*; Xilong Deng*;?Jiekai Chen*;?Single-cell analysis reveals bronchoalveolar epithelial dysfunction in COVID-19 patients,?Protein & Cell, 2020, 11(9): 680-687.

12.???? Xiaowei Lai^#; Qian Li^#; Fang Wu; Jiechun Lin;?Jiekai Chen*; Hui Zheng*; Lin Guo*;?Epithelial-Mesenchymal Transition and Metabolic Switching in Cancer: Lessons From Somatic Cell Reprogramming,?Front Cell Dev Biol, 2020 , 8:760.

13.???? Linlin Hou*; Yuanjie Wei; …;?Jiekai Chen; Xichen Bao*; Ralf Jauch*;?Concurrent binding to DNA and RNA facilitates the pluripotency reprogramming activity of Sox2,?Nucleic Acids Research, 2020, 48(7): 3869-3887.

14.???? Jing Sun^#; Zhen Zhuang^#; Jian Zheng^#; …;?Jiekai Chen; Yimin Li; Nanshan Zhong; David K. Meyerholz; Paul B. McCray, Jr.*; Stanley Perlman*; Jincun Zhao*;?Generation of a Broadly Useful Model for COVID-19 Pathogenesis, Vaccination, and Treatment,?Cell, 2020, 182(3): 734-+.

15.???? Shengyong Yu^#; Chunhua Zhou^#; Shangtao Cao^#; Jiangping He^#; …;?Jiekai Chen; Jing Liu*; Duanqing Pei*;?BMP4 resets mouse epiblast stem cells to naive pluripotency through ZBTB7A/B-mediated chromatin remodelling,?Nature Cell Biology, 2020, 22(6): 651-+.

2013-2019年

16.???? Lin Guo^#; Lihui Lin^#; Xiaoshan Wang^#; Mingwei Gao; Shangtao Cao; Yuanbang Mai; Fang Wu; …; Duanqing Pei*;?Jiekai Chen*;?Resolving Cell Fate Decisions during Somatic Cell Reprogramming by Single-Cell RNA-Seq,?Molecular Cell, 2019, 73(4): 815-829.?(建立SOT算法，對iPS重編程過程的細胞命運決定過程進行了新闡述)

17.???? Zhiwei Zhou; Xuejie Yang; Jiangping He; …; Andrew P. Hutchins; Duanqing Pei*;?Jiekai Chen*;?Kdm2b Regulates Somatic Reprogramming through Variant PRC1 Complex-Dependent Function,?Cell Reports, 2017, 21(8): 2160-2170.

18.???? Dongwei Li^#; Jing Liu^#; Xuejie Yang^#; …; Andrew P. Hutchins*;?Jiekai Chen*; Duanqing Pei*;?Chromatin Accessibility Dynamics during iPSC Reprogramming,?Cell Stem Cell, 2017, 21(6): 819-833.

19.???? Jing Liu; Qingkai Han; Tianran Peng; …; Guangjin Pan;?Jiekai Chen*; Duanqing Pei*;?The oncogene c-Jun impedes somatic cell reprogramming,?Nature Cell Biology, 2015, 17(7): 856-867.

20.???? Jiangping He; Xiuling Fu; Meng Zhang; …;?Jiekai Chen; Miguel A. Esteban; Andrew P. Hutchins*;?Transposable elements are regulated by contextspecific patterns of chromatin marks in mouse embryonic stem cells,?Nature Communications, 2019, 10(1): 34.

21.???? Alejandro De Los Angeles^#; Francesco Ferrari^#; …;?Jiekai Chen; Marti Borkent; Vladislav Krupalnik; Ernesto Lujan; Marius Wernig; Jacob H. Hanna; Konrad Hochedlinger; Duanqing Pei; Rudolf Jaenisch; Hongkui Deng; Stuart H. Orkin; Peter J. Park*; George Q. Daley*;?Failure to replicate the STAP cell phenomenon,?Nature, 2015, 525(7570): E6-9.

22.???? Mengyun Zhang^#; Yong Dong^#; Fangxiao Hu^#; …;?Jiekai Chen; Aibin He; Bing Liu; Demin Wang; Yong-Guang Yang; Jinyong Wang*;?Transcription factor Hoxb5 reprograms B cells into functional T lymphocytes,?Nature Immunology, 2018, 19(3): 279-290.

23.???? Shangtao Cao^#; Shengyong Yu^#; Dongwei Li^#; Jing Ye; Xuejie Yang; …; Guangjin Pan;?Jiekai Chen; Jing Liu*; Duanqing Pei*;?Chromatin Accessibility Dynamics during Chemical Induction of Pluripotency,?Cell Stem Cell, 2018, 22(4): 529-542.

24.???? Jiekai Chen^#; He Liu^#; Jing Liu; Jing Qi; Bei Wei; Jiaqi Yang; Hanquan Liang; You Chen; et al.?H3K9 methylation is a barrier during somatic cell reprogramming into iPSCs,?Nature Genetics, 2013, 45(1): 34-42.?（首次闡明H3K9甲基化是重編程的重要障礙，ESI高引論文）

25.???? Jiekai Chen^#; Lin Guo^#; Lei Zhang^#; Haoyu Wu; Jiaqi Yang; He Liu; et al.?Vitamin C modulates TET1 function during somatic cell reprogramming,?Nature Genetics, 2013, 45(12): 1504-1509.?（闡明Vc對Tet1的功能的轉(zhuǎn)化作用，當期雜志配發(fā)評論）