姓名：张家民

学位：博士

导师情况：博士生导师

研究领域：基因组稳定性、表观遗传与肿瘤靶向治疗

E-mail: zhangjiamin@tongji.edu.cn

通讯地址：上海市杨浦区四平路1239号，同济大学生命科学与技术学院，邮编200092

个人简介：

“青年百人计划”A岗教授，博士生导师，国家高层次青年人才计划获得者。2013年于北京协和医学院/北京生命科学研究所获得理学博士学位。2015年-2020年在麻省总医院癌症中心/哈佛医学院进行博士后工作。2020年入选上海市海外高层次人才引进计划，2021年获得国家自然科学基金优秀青年科学基金项目（海外）资助。2021年先后受聘于同济大学附属同济医院、生命科学与技术学院。

聚焦单细胞高通量组学技术开发，解析正常发育与肿瘤等疾病发生过程中基因表达调控、表观遗传重塑以及基因组稳定性维持的关键分子机制，推动疾病干预治疗策略的创新。学术成果发表于Molecular Cell, Protein & Cell, Science Advances, PLOS Biology, Cell Reports等国际一流刊物。

研究方向：

1. 单细胞多组学技术开发与应用

2. 表观遗传与基因调控机制

3. 基因组稳定性与端粒维持机制

4. 基因调控网络的构建与干预

研究内容：

本课题组在分子、生化与细胞学等常规手段的基础上，利用单细胞多组学技术，并结合基因功能筛选平台，系统解析发育与肿瘤等重大生物学过程中基因表达调控、表观遗传重塑以及基因组稳定性维持的动态机制，探索精准干预的新策略。

（1） 表观遗传与基因调控机制

课题组开发了新一代染色质检测技术 cFOOT-seq（Protein & Cell，2025，封面文章），基于高效、低偏好的双链DNA脱氨酶 SsdAtox，可在全基因组范围内以单碱基分辨率同时检测染色质开放性、核小体定位和转录因子足迹。通过与 ATAC-seq 结合，cFOOT-seq 能在单分子乃至单细胞水平定量解析上百种转录因子的结合和协同关系，突破了传统方法在靶点数量与灵敏度上的限制。cFOOT-seq 将为绘制高精度基因调控网络、破解转录调控奥秘提供强大助力，并为揭示发育、再生及疾病背后的分子机制奠定坚实的技术基础。尤其是肿瘤发展过程中普遍存在表观遗传重塑与基因调控失衡，cFOOT-seq可提供多维度的染色质信息，为肿瘤的精准诊断与干预策略开辟新路径。

（2）基因组稳定性与端粒维持机制

DNA 损伤修复与端粒维持是基因组稳定性的核心机制。课题组重点关注一种独特的端粒维持方式——端粒延长替代通路（ALT），其通过同源重组与端粒诱导复制（BIR）实现端粒延伸。ALT 在神经胶质瘤、骨肉瘤等高度恶性肿瘤中比例较高，但缺乏有效的特异治疗策略。我们课题组的研究处于该领域的国际前沿（Cell Reports，2019，Molecular Cell，2021，2022），提出了ALT通路激活和发生的调控机制。目前，我们正结合功能筛选与机制解析，探索 ALT 通路的关键环节与靶向干预途径，为儿童和青少年常见肿瘤的诊断与治疗提供理论基础和潜在应用。

本课题组常年招聘博士后和研究生，欢迎博士生、硕士生、本科生报考和实习。

代表性文章：

1. Wang, H., Wu, A., Yang, M.C., Zhou, D., Chen, X.Y., Shi, Z.F., Zhang, Y.Q., Liu, Y.X., Chen, K., Wang, X.S., Cheng, X.F., He, B., Fu, Y., Kang, L., Hou, Y., Chen, K., Bian, S., Tang, J., Xue, J., Wang, C., Liu, X.Y.*, Shi, J.J.*, Gao, S.R.*, Zhang, J.M.* (2025) Genome-wide investigation of transcription factor occupancy and dynamics using cFOOT-seq. Protein & Cell. *Co-corresponding authors

说明：该研究开发了新一代染色质检测技术 cFOOT-seq，实现了在单分子和单细胞水平上同时解析数百种转录因子结合信息的技术突破，为系统理解基因调控网络开辟了全新研究范式。被Protein & Cell选为封面文章。

2. Yadav, T., Zhang, J.M., Ouyang, J., Leung, W., Simoneau, A., Zou, L.TERRA and RAD51AP1 promote alternative lengthening of telomeres through an R- to D-loop switch. Molecular Cell. 2022 Nov 3; 82(21):3985–4000.e4.

说明：该研究提出了RAD51AP1与端粒非编码RNA（TERRA）介导端粒R- to D-loop，促进ALT端粒同源重组的新机制。

3. Zhang, J.M., Zou, L. (2022). Protocol to Stimulate and Delineate Alternative Lengthening of Telomeres (ALT) in Human U2OS Cells. STAR Protocols. 

4. Ouyang, J. ^†, Yadav, T. ^†, Zhang, J.M., Yang, H., Rheinbay, E., Guo, H., Haber, D.A., Lan, L., and Zou, L. (2021). RNA transcripts stimulate homologous recombination by forming DR-loops. Nature 594, 283-288. ^† Co-first authors

说明：该研究提出了RNA转录参与激活同源重组修复的新机制。

5. Zhang, J.M., Genois, M.M., Ouyang, J., Lan, L., and Zou, L. (2021). Alternative lengthening of telomeres is a self-perpetuating process in ALT-associated PML bodies. Molecular cell. 81, 1–16 March 4, 2021

说明：该研究构建了可诱导的APB系统，可用于研究ALT通路的具体机制，提出了ALT通路中存在自我强化信号环路的新模型。

6. Zhang, J.M., and Zou, L. (2020). Alternative lengthening of telomeres: from molecular mechanisms to therapeutic outlooks. Cell & bioscience 10, 30.

说明：该综述系统介绍了近年来ALT研究领域的进展和展望。

7. Zhang, J.M., Zheng, J.X., Ding, Y.H., Zhang, X.R., Suo, F., Ren, J.Y., Dong, M.Q., and Du, L.L. (2020). CRL4^Cdt2 ubiquitin ligase regulates Dna2 and Rad16 (XPF) nucleases by targeting Pxd1 for degradation. PLoS genetics 16, e1008933.

说明：该研究发现了CRL4 E3 ligase 在DNA 损伤修复中的新功能，建立了泛素化系统与核酸酶时空调控之间的联系，这帮助我们了解细胞如何在细胞周期水平上对核酸酶进行精细调控，来保证DNA复制和修复的有序进行。

8. Chen, H., Chen, H., Zhang, J.M., Wang, Y., Simoneau, A., Yang, H., Levine, A.S., Zou, L., Chen, Z., Lan L. (2020) cGAS suppresses genomic instability as a decelerator of replication forks. Science advances.14 Oct 2020: Eabb8941

说明：该研究首次发现cGAS可以不依赖于STING通路在应对DNA复制压力中起重要作用。

9. Shin, S.H. ^†, Lee, J.S. ^†, Zhang, J.M. ^†, Choi, S., Boskovic, Z.V., Zhao, R., Song, M., Wang, R., Tian, J., Lee, M.H., et al. (2020). Synthetic lethality by targeting the RUVBL1/2-TTT complex in mTORC1-hyperactive cancer cells. Science advances 6, eaay9131. ^† Co-first authors

说明：该研究揭示RUVBL1/2有望作为mTORC1水平高的癌症的治疗靶点，为相关的肿瘤靶向治疗提供了新的策略。

10. Zhang, J.M., Zheng, J.X., Ding, Y.H., Zhang, X.R., Suo, F., Ren, J.Y., Dong, M.Q., and Du, L.L. (2020). CRL4^Cdt2 ubiquitin ligase regulates Dna2 and Rad16 (XPF) nucleases by targeting Pxd1 for degradation. PLoS genetics 16, e1008933.

说明：该研究发现了CRL4 E3 ligase 在DNA 损伤修复中的新功能，建立了泛素化系统与核酸酶时空调控之间的联系，这帮助我们了解细胞如何在细胞周期水平上对核酸酶进行精细调控，来保证DNA复制和修复的有序进行。

11. Matos, D.A., Zhang, J.M., Ouyang, J., Nguyen, H.D., Genois, M.M. and Zou, L. (2020) ATR protects the genome against R loops through a MUS81-triggered feedback loop. Molecular cell, 77, 514-527 e514.

说明：该研究阐明了ATR在应对R-loop维持DNA复制叉稳定性中的作用。

12. Zhang, J.M., Liu, X.M., Ding, Y.H., Xiong, L.Y., Ren, J.Y., Zhou, Z.X., Wang, H.T., Zhang, M.J., Yu, Y., Dong, M.Q., et al. (2014). Fission yeast Pxd1 promotes proper DNA repair by activating Rad16^XPF and inhibiting Dna2. PLoS biology 12, e1001946.

说明：该研究发现了核酸酶协同调控的新机制，揭示了细胞如何维持DNA修复能力和基因组稳定性之间的平衡，实现细胞生存能力的最大化。