肿瘤进化和群体遗传学

近期主要学术成果：

（# co-first author， * Corresponding author）

1.Guojing Liu#, Rui Zhang#, Jin Xu, Chung-I Wu* and Xuemei Lu*. Functional conservation of both CDS- and 3’UTR- located miRNA binding sites between species. Molecular biology and evolution, 2015, 32(3): 623-628

2.Yang Lyu, Yang Shen, Heng Li, Yuxin Chen, Li Guo, Yixin Zhao, Eric Hungate, Suhua Shi, Chung-I Wu*, and Tian Tang*. New microRNAs in Drosophila--birth, death and cycles of adaptive evolution. PLoS genetics. 2014; 10, e1004096.

3.Jin Xu#，Rui Zhang#，Yang Shen，Guojing Liu，Xuemei Lu，Chung-I Wu*. The evolution of evolvability in microrna target sites in vertebrates. Genome research. 2013;23:1810-1816

4.Zechen Chong#，Weiwei Zhai#，Chunyan Li，Min Gao，Qiang Gong，Jue Ruan，Juan Li，Lan Jiang，Xuemei Lu，EricHungate，Chung-I Wu*. The evolution of small insertions and deletions in the coding genes of drosophila melanogaster. Molecular biology and evolution. 2013;30:2699-2708

5.Zheng Hu, Yunxin Fu, Anthony J Greenberg, Chung-I Wu*, Weiwei Zhai*. Age-dependent transition from cell-level to population-level control in murine intestinal homeostasis revealed by coalescence analysis. PLoS genetics. 2013; 9, e1003326.

6.Guodong Wang#, Weiwei Zhai#, HechuangYang, Ruoxi Fan, Xue Cao, Li Zhong, Lu Wang, Fei Liu, Hong Wu, Luguang Cheng, Andrei D. Poyarkov, Nikolai A. Poyarkov JR, Shu-sheng Tang, Wenming Zhao, Yun Gao, Xuemei Lu, David M. Irwin, Peter Savolainen, Chung-I Wu*, Yaping Zhang*. The genomics of selection in dogs and the parallel evolution between dogs and humans. Nature communications. 2013;4:1860-1864

7.Jue Ruan#, Lan Jiang#, Zechen Chong#, Qiang Gong#, Heng Li, Chunyan Li, Yong Tao, Caihong Zheng, Weiwei Zhai, David Turissini, Charles H Cannon, Xuemei Lu*, Chung-I Wu*. Pseudo-sanger sequencing: Massively parallel production of long and near error-free reads using NGS technology. BMC genomics. 2013; 14(1): 711-719

8.Qiang Gong, Yong Tao, Jianrong Yang, Jun Cai, Yunfei Yuan, Jue Ruan, Jin Yang, Huiliang Liu, Wanghua Li, Xuemei Lu, Shimei Zhuang, Sanming Wang, Chung-I Wu*. Identification of medium-sized genomic deletions with low coverage, mate-paired restricted tags. BMC genomics. 2013;14:51-55

9.Caihong Zheng, Xuexia Miao, Yanen Li, Ying Huang, Jue Ruan, Xi Ma, Li Wang, Chung-I Wu*, and Jun Cai*. Determination of genomic copy number alteration emphasizing a restriction site-based strategy of genome re-sequencing. Bioinformatics. 2013; 29, 2813-2821.

10.Shu Fang, Roman Yukilevich, Ying Chen, David A Turissini, Kai Zeng, Ian A Boussy, and Chung-I Wu*. Incompatibility and competitive exclusion of genomic segments between sibling Drosophila species. PLoS genetics. 2012;8, e1002795.

11.Zecheng Chong#, Jue Ruan# *, and Chung-I Wu*. Rainbow: an integrated tool for efficient clustering and assembling RAD-seq reads. Bioinformatics. 2012; 28, 2732-2737.

12.Ziwen He, Xinnian Li, Shaoping Ling, Yunxin Fu, Eric Hungate, Suhua Shi*, Chung-I Wu*. Estimating DNA polymorphism from next generation sequencing data with high error rate by dual sequencing applications. BMC genomics. 2013; 14, 535.

13.Yong Tao#, Jue Ruan#, Shiou-Hwei Yeh#, Xuemei Lu#, Yu Wang#, Weiwei Zhai#, Jun Cai#, Shaoping Ling, Qiang Gong, Zechen Chong, Zhengzhong Qu, Qianqian Li, Jiang Liu, Jin Yang, Caihong Zheng, Changqing Zeng, Hurng-Yi Wang, Jing Zhang, Sheng-Han Wang, Lingtong Hao, Lili Dong, Wenjie Li, Min Sun, Wei Zou, Caixia Yu, Chaohua Li, Guojing Liu, Lan Jiang, Jin Xu, Huanwei Huang, Chunyan Li, Shuangli Mi, Bing Zhang, Baoxian Chen, Wenming Zhao, Songnian Hu, Shi-Mei Zhuang, Yang Shen, Suhua Shi, Christopher Brown, Kevin P.White, Ding-Shinn Chen*, Pei-Jer Chen, Chung-I Wu*. Rapid growth of a hepatocellular carcinoma and the driving mutations revealed by cell-population genetic analysis of whole-genome data. Proc Natl Acad Sci USA. 2011;108:12042-12047

14.Renchao Zhou#, Shaoping Ling#, Wenming Zhao#, Naoki Osada, Sufang Chen, Meng Zhang, Ziwen He, Hua Bao, Cairong Zhong, Bing Zhang, Xuemei Lu, David Turissini, Norman C. Duke, Jian Lu*, Suhua Shi*, Chung-I Wu*. Population genetics in nonmodel organisms: Ii. Natural selection in marginal habitats revealed by deep sequencing on dual platforms. Molecular biology and evolution. 2011; 28(10): 2833-2842

15.Yang Shen, Yang Lv, Lei Huang, Wensheng Liu, Ming Wen, Tian Tang, Rui Zhang, Eric Hungate, Suhua Shi*, Chung-I Wu*. Testing hypotheses on the rate of molecular evolution in relation to gene expression using microRNAs. Proc Natl Acad Sci USA. 2011;108, 15942-15947.

16.Ziwen He#, Weiwei Zhai#, Haijun Wen#, Tian Tang, Yu Wang, Xuemei Lu, Anthony J. Greenberg, Richard R. Hudson, Chung-I Wu*, Suhua Shi*. Two evolutionary histories in the genome of rice: The roles of domestication genes. PLoS genetics. 2011; 7(6): 1-3

17.Xuemei Lu, Chung-I Wu*. Sex, sex chromosomes and gene expression. BMC biology. 2011;9:30-32

18.Xuemei Lu#, Joshua A. Shapiro#, Chau-Ti Ting, Yan Li, Chunyan Li, Jin Xu, Huanwei Huang, Ya-Jen Cheng, Anthony J. Greenberg, Shou-Hsien Li, Mao-Lien Wu, Yang Shen, Chung-I Wu*. Genome-wide misexpression of x-linked versus autosomal genes associated with hybrid male sterility. Genome research. 2010; 20(8): 1097-1102

19.Tian Tang#, Supriya Kumar#, Yang Shen, Jian Lu, Maolien Wu, Suhua Shi, Wen-Hsiung Li*, Chung-I Wu*. Adverse interactions between micro-RNAs and target genes from different species. Proc Natl Acad Sci USA. 2010;107, 12935-12940.

20.Guodong Wang#, Ruoxi Fan#,Weiwei Zhai, Fei Liu, Lu Wang, Li Zhong, Hong Wu, Hechuan Yang, Shifang Wu,Chunling Zhu, ,Yan Li, Yun Gao, Rili Ge, Chung-I Wu, Yaping Zhang*. Genetic convergence in the adaptation of dogs and humans to the high-altitude environment of the tibetan plateau. Genome biology and evolution. 2014; 6, 2122-2128.

21.Shanye Yin#, Jing Yang#, Bin Lin#, Wenjun Deng#, Yuchao Zhang, Xianfu Yi,Yufang Shi, Yong Tao, Jun Cai, Chung-I Wu, Guoping Zhao, Laurence D Hurst, Jie Zhang, Landian Hu*, Xiangyin Kong*. Exome sequencing identifies frequent mutation of MLL2 in non-small cell lung carcinoma from Chinese patients. Scientific reports. 2014; 4, 6036.

22.Lan Jiang#, Jing Zhang#, Jing-Jing Wang#, Lu Wang, Li Zhang, Guoqiang Li, Xiaodan Yang,Xin Ma, Xin Sun, Jun Cai, Jun Zhang, Xingxu Huang, Miao Yu, Xuegeng Wang, Feng Liu, Chung-I Wu, Chuan He, Bo Zhang, Weimin Ci*, Jiang Liu*. Sperm, but not oocyte, DNA methylome is inherited by zebrafish early embryos, Cell, 2013, 153, 773-84, (Cover story，highlighted by Cell, Nature Review Genetics, etc.）

专利：

1.李春燕，杨芳，刘稳升，王瑜，吕雪梅，吴仲义，用于恶性肿瘤治疗的组合物及其应用，中国，201210046682.0 专利

2.李春燕，董恩成，刘珍珍，吕雪梅，吴仲义，筛选肿瘤早期诊断靶标的Small RNA-Seq库的构建方法，中国，201210041472.2 专利

1.中科院先导专项B类，在模式系统中研究复杂性状演化和稳定性的网络调控，XDB13040300，2014/06-2019/06，共同课题负责人，在研

2.科技部973项目，肿瘤异质性的分子网络研究和新治疗策略，2014CB542006，2014.01-2018.08，首席科学家，在研

3.国家自然科学基金重点项目，MicroRNAs的功能进化分析与全基因组表达稳定性的渠化调控，31130069，2012.01-2016.12，项目负责人，在研

4.中科院重点部署项目，肿瘤细胞群体演化及关键突变基因鉴定，KJZD-EW-L06-1，2013.01-2015.12，项目负责人，在研

5.国家自然科学基金重大研究计划项目，指导专家组调研和组织学术交流会费用，91431000，2015.04-2017.03，项目负责人，在研

6.国家自然科学基金重大研究计划项目，指导专家组调研和组织学术交流会费用，91331101，2013.04-2015.03，项目负责人，结题

7.国家自然科学基金重大研究计划项目，指导专家组调研和组织学术交流会费用，91131000，2011.01-2012.12，项目负责人，结题

8.农业部转基因专项，基于micro RNA干涉的转基因新技术的开发与应用，2009ZX08010-017B，2009.06-2011.12，项目负责人，结题

9.中国科学院知识创新工程重大项目课题，癌症基因组和蛋白质组研究，KSCX1-YW-22，2009-2012，结题

　　课题组目前的主要研究方向：癌症基因组学研究、miRNA的进化及其与目的基因的共进化研究。

　　1.肿瘤基因组学，利用群体遗传学的理论和高通量测序手段分析肿瘤发生发展的历史，鉴别癌细胞群体增殖、分化、转移的过程中的关键突变和基因组结构变异，探讨肿瘤发生发展演化模型；

　　2.miRNA的进化及其与目的基因的共进化研究, 利用系统生物学和生物信息学的分析方法，借助大规模测序数据，研究miRNA及其靶基因的共进化，解析miRNA在转录调控网络稳定性中的作用；整合组学测序数据，研究miRNA在肿瘤细胞转录调控网络稳定性中的作用，进一步解析miRNA在肿瘤发生发展中的作用；

　　3.物种形成与物种分化的进化与群体遗传学，研究Drosophila melanogaster及其所在支系的物种形成分子机制，果蝇种群行为隔离的遗传基础以及自然选择与性选择的分子基础。

项目组成员:

　　李春燕 助理研究员 发育生物学 lichunyan@big.ac.cn

　　吴大飞 高级实验师 生物技术 wudf@big.ac.cn

　　梁丽姬 工程师 生物化学与分子生物学 lianglj@big.ac.cn

　　杨祖玉 助理研究员 植物学 yangzy@big.ac.cn

　　彭鑫鑫 博士后 生物学pengxinxin@big.ac.cn

　　刘国静 在读博士 liugj@big.ac.cn

　　王开乐 在读博士 wangkl@big.ac.cn

　　胡  政 在读博士 huzheng@big.ac.cn

　　李  娟 在读博士 lijuan@big.ac.cn

　　麻富强 在读博士 mafq@big.ac.cn

　　刘思雪 在读博士 liusixue@big.ac.cn

　　熊少磊 在读硕士 xiongshl@big.ac.cn

　　文艳玲 在读硕士 wenyl@big.ac.cn

　　娄  阁 在读硕士 louge@big.ac.cn

　　段宏伟 在读硕士 duanhongwei@big.ac.cn

　　陈泽宇 在读硕士 chenzeyu@big.ac.cn

　　项目组近几年取得的主要进展为：

　　1.在新miRNA的出生、死亡和适应性循环方面的研究取得较大进展。microRNA（miRNA）在真核生物中起着广泛的调节作用。新起源的miRNA是基因组进化的重要驱动力之一，然而人们对于其进化模式有着较大的争议。我们在模式物种黑腹果蝇中的研究表明，新起源的miRNA首先在正选择的作用下快速的适应性进化。一段时间后，大部分新miRNA会死亡，小部分会整合进调控网络在负选择的作用下缓慢进化。有趣的是，年老的miRNA有可能在正选择的作用下“返老还童”，重新进入适应性进化的循环。这些新起源的miRNA在精巢中特异表达，暗示性选择可能是miRNA进化的重要驱动力。研究的重要发现在于：miRNA的进化驱动力本身也是处在进化之中，对miRNA的调控和进化有了新的认识。该成果发表在Plos Genetics上。

　　2.与中国科学院生物物理研究所王盛典课题组合作的国家自然科学基金重大研究计划重点支持项目“细胞逐步适应新环境的多基因作用机制”进展如下：对合作课题组建立的高度模仿临床HBV感染后肝癌发生过程的小鼠原发肝癌模型进行了肿瘤基因组变异研究。①虽然每只小鼠中均存在多个肿瘤，但病理结果分析显示，这些肿瘤的恶性程度普遍不高，属于早期肿瘤或者肝细胞腺瘤。②我们对HBV转基因小鼠中原发的肿瘤进行全基因组和/或外显子组测序，获得小鼠模型中肿瘤的特异性突变。③在遗传背景高度相似的小鼠模型中，大部分多发的肿瘤是独立起源的，也同时说明小鼠之间以及同一小鼠内不同肿瘤之间存在很强的异质性。④小鼠中一个Hras突变已经促使细胞开始在肝内扩增及迁移，此外46个SNVs中，12个基因可以富集到与细胞中期相关的网路调控中，表明利用小鼠模型有助于发现肿瘤相关基因。