东北师范大学遗传与细胞研究所
【简介】东北师范大学遗传与细胞研究所是吉林省遗传学会主持单位。
第1- 4届理事长由郝水教授担任，秘书长为张传善教授。
第2- 5届理事长为黄百渠教授，秘书长为王丽教授。
现任理事长为王兴智教授，秘书长为李凤霞。
【研究方向】以现代细胞生物学、遗传学、生物化学和分子生物学的实验技术为手段，开展细胞结构功能、发育和遗传，以及基因工程等各方面的基础理论、应用基础以及产品开发和产业化等多层次的工作。目前正在开展的主要研究方向如下：
1．染色体结构和功能研究
郝水教授领导的研究小组对染色体动态结构和功能、非组蛋白骨架在染色体聚散中的作用、核仁结构及rRNA转录位点等基础问题作了深入研究，取得一系列创新成果，引起国内外广泛重视，对阐明染色体结构功能做出了重要贡献。该小组的研究成果在国内居领先地位，在国际上也有重要影响。成果包括：①在国际上首次提出了染色体形态构建过程分为染色质的松散改组、集缩和包装等三个步骤的假说，发现不仅染色体的高层次结构是螺旋形成的，而且低层次的结构也是螺旋形成的。②在国际文献中首次展示了前期染色体构建过程中非组蛋白的动态变化，并发现姊妹染色单体的相互维系是靠非组蛋白骨架纤维实现的。首次证明肌动蛋白和原肌球蛋白等收缩蛋白是染色体骨架的成分，及动蛋白参与细胞的有丝分裂活动。③针对国际上对核仁基因的存在形式和转录位点等有争议的问题。首次在原位水平上展示了rRNA基因在核仁中的分布和构型，进一步明确了rRNA基因转录发生的确切位置。
2．植物染色体工程研究及育种
以郝水和何孟元教授为首的研究小组在植物染色体工程研究及育种进行了大量卓有成效的工作。许多重要农作物的野生亲缘种有大量有益基因，但往往因杂交不亲合无法利用。承担了国家“六五”至“九五”科技攻关课题，应用染色体工程技术将天蓝冰草(Agropyronintermedium)染色体及其片断引入小麦基因组，为利用野生有益基因改良小麦创造了基础。首次建立了世界上唯一的两套完整的小冰麦异附加系列，在国际同类研究中处于领先地位。在这些异附加系材料的基础上获得了抗锈病及高蛋白的小冰麦易位系。利用这些材料已培育出一批小麦新品种，其中“小冰麦33”、“小冰麦32”和“小冰麦34”已先后被审定为优质小麦新品种，“小冰麦33”获得农业部颁发的博览会银奖。其品质指标超过国家制定的优质面包小麦标准，可以取代进口面包小麦，目前已大面积推广种植并取得了巨大的效益。同时，应用分子标记、荧光原位杂交(FISH)等技术从分子和染色体水平上证实了冰草的外源染色体片段及基因在小麦基因组中的存在及功能。已形成了有特色的优势研究领域。该研究方向获得的成果既具有较高的细胞遗传学和分子遗传学理论意义，又密切联系育种实践，获得了珍贵的小冰麦异附加系和易位系材料，并在此基础上培育出几个优质小麦新品种并大面积推广。这些研究工作为进一步探索将植物染色体工程技术应用于遗传学研究及农作物生物技术育种开辟新的途径。该方面工作无论从其系统性、深度和广度，还是从所得到的小冰麦异附加系材料的数量和完整性而言，均处于同类研究的国际领先水平。
3．植物远缘杂种和异源多倍体基因组的进化和功能研究
以刘宝教授为首的研究小组开展了以下两方面的工作：①以异源多倍体的经典物种－小麦为材料，从分子水平上对远缘杂交后异源多倍体物种形成机制问题进行了系统研究。在国际上首次发现异源多倍体化 (allopolyploidy)可以诱导不符合孟德尔遗传规律的遗传变异和表观遗传变异(epigenetic changes)。特别是发现了低拷贝、非编码DNA序列的非随机性消除现象(directed andnon-random sequenceelimination)；并据此与合作者提出关于异源多倍体实现严格同源染色体配对的新假说和植物远缘杂交和异源多倍体化可诱发稳定遗传的表观遗传变异的新观点。②开展了利用有性远缘杂交和体细胞杂交将水稻近缘（同族异属）野生种“菰”(Zizanialatifolia)中有用基因转移给水稻的方法和机理方面的研究。在国际上首次获得“水稻+菰”可育体细胞核杂种，并培育出（100多份）水稻-菰渐渗杂交系材料。发现远缘渐渗杂交(introgressivehybridization)可以诱发受体基因组发生可以稳定遗传对DNA甲基化变异以及转座子的激活。
上述两个方面的工作已在国内外重要学术杂志上发表论文50余篇，其中SCI收录论文近40篇。论文从1998年至今已被SCI收录杂志他人引用310余次。我们的研究结果近年来已受到国际学术界的注意：自2000年以来，刘宝教授多次应邀为本领域国际杂志包括“PlantPhysiology”、“Theoretical and AppliedGenetics”、“Genetica”评审论文稿件；并分别年被国际杂志“Current Genomics”和MolecularPhylogenetics and Evolution约稿撰写综述。
4．水通道蛋白基因功能的研究
以麻彤晖教授为首的研究小组开展了膜通道蛋白的分子生物学、细胞生物学、基因功能的基础研究及以膜通道为药靶的新药开发应用研究。主要研究成果如下：①首次克隆并鉴定了哺乳类水通道蛋白家族十一个成员中的四个，为水通道家族的研究作出了奠基性的贡献。②完成了人类AQP4和AQP6基因的结构分析及染色体定位。此外还首次完成了对小鼠AQP2，3，4和5的基因结构分析。为哺乳类水通道蛋白家族的基因结构特征提供了直接的分子依据。③发现并精确分析了哺乳类水通道蛋白基因的连锁现象，为水通道蛋白的基因进化特征提供了重要线索。④建立了第一个稳定表达水通道蛋白AQP1的哺乳类体细胞系。⑤首次应用转基因技术建立了小鼠AQP1，3，4，5的基因敲除模型，获得了一系列水通道蛋白生理功能的重要结果。
除上述水通道领域的工作以外，还开展了小分子药高通量筛选项目，创建了以细胞模型为基础的囊性纤维化CFTR氯离子通道激活剂和抑制剂的高通量筛选系统。并成功筛到多种特异性、高亲和力、新化学结构的小分子CFTR激活剂和抑制剂。
以上成果在SCI检索杂志上发表论文50余篇，影响因子总和超过350，论文被SCI收录杂志引用二千余次。
5．染色质重塑和基因表达调控的分子生物学
以黄百渠教授为首的研究小组开展了染色质重塑和基因表达调控的分子生物学方面的研究。近年来的研究表明，由核心组蛋白的修饰而引起的核小体和染色质构型改变在转录调控中起着关键的作用。其中组蛋白乙酰转移酶/去乙酰化酶(HAT/HDAC)介导的核小体重塑(remodeling)是研究的焦点之一。我们围绕染色体结构的动态变化及其在基因转录调控中作用这一重大命题展开有特色和创新性的研究工作。①从组蛋白和相关转录因子的乙酰化/去乙酰化修饰过程对基因组构型的改变及对转录的影响入手，探讨相关蛋白质的修饰对于基因转录活动的重要意义。②探索组蛋白乙酰化酶抑制剂在治疗肿瘤等细胞周期相关疾病中的作用机制及应用可能性。
解决这些问题对于最终弄清真核基因表达调控机理，具有极其重要的理论意义，也对探讨重要疾病的发病机理及治疗手段有重要的指导意义。
6．植物基因工程与转基因植物研究
以王兴智教授为首的研究小组开展了通过多种途径将外源基因转移到受体植物中去并获得转基因植物的研究。在建立双子叶和单子叶植物遗传转化和再生体系方面作了有益的探索。同时探索了用基因工程分离冰草有益基因并转移至小麦中去的方法和途径。采用分子生物学技术检测外源基因和染色体片段在转化植物中的存在。科研人员已经建立起了规模化高效率获得转基因玉米植株的技术和工艺,目前已筛选得到大量的抗虫转基因玉米,为进一步培育优质抗虫的玉米自交系和品种奠定了基础。本研究所自1999年起参加了“国家转基因植物研究与产业化开发专项计划”项目,承担其中玉米抗虫转基因植物的中试规模研究及产业化基地建设的任务。该项目的目标是要建立起转基因植物的示范和产业化体系和标准。该项目的工程技术关键是需摸索建立一套玉米规模化转基因植株生产的技术体系,使该体系的转化频率在现有的基础上提高3－5倍,提高筛选效率,保证转基因植物具有稳定的遗传性,同时建立起一系列分子检测、DNA图谱构建、品质分析、安全性评估等体系。
7．基因工程生产药物和蛋白质因子的研究
以李玉新教授为首的研究小组开展了基因工程生产抗癌新药、细胞因子药物和活性蛋白质，及其生产工艺的开发研究，取得了一系列的成果。有四项基因工程药已同企业签订了共同开发合同，一种基因工程药已获得新药证书和生产批文，具有较好的潜在效益。开展了血管抑制因子的体内生成机制及构效关系及其在抗肿瘤中的作用机制研究。为新型基因工程抗癌药物的研制奠定了理论基础，并以此为依据开展了新型血管抑制剂类抗癌药物的研制。该成果被评为1998年国内十大基础研究成果之一。
8．噬菌体展示技术机制和应用研究
以王丽教授为首的研究小组开展了噬菌体展示技术机制和应用研究。通过置换噬菌体基因3和基因8的引导多肽，进行蛋白跨膜组装机制的研究，以期更好地利用丝状噬菌体基因8外壳蛋白展示外源多肽，为研制用于临床检测和疫苗的新生物制品打下基础。已成功地将白色念珠菌热休克蛋白90的重要表位、几种肿瘤相关抗原表位和P53蛋白功能序列展示到丝状噬菌体基因8外壳蛋白表面，利用这些融合蛋白开展了免疫诊断试剂和疫苗的研究工作。研究工作获国家自然科学基金、吉林省科技厅科技基金、长春市振兴老工业基地专项基金资助。已在国内外发表研究论文十几篇，申请国家发明专利2项。2003年，相关的科研成果获吉林省科学技术奖三等奖。
9．粘附分子与炎症发生和肿瘤细胞转移的机制及相关应用基础研究
以曾宪录教授为首的研究小组开展了噬菌体展示了粘附分子与炎症发生和肿瘤细胞转移的机制及相关应用基础研究。围绕粘附分子，特别是选择素和整合蛋白及其配体在介导白细胞和肿瘤细胞粘附的分子机制，拮抗白细胞和肿瘤细胞粘附的药物筛选等方面，开展了①肝素及其结构修饰物抑制肿瘤细胞转移的机制和拮抗作用筛选，②白细胞起始粘附过程中的信号转导机制，③基于白细胞粘附的抗炎症药物筛选等方面的研究。研究工作得到了国家自然科学基金，教育部重点研究项目，吉林省科技厅科技基金等的资助。研究成果发表在J Biol Chem （2004），J Cell Bioch （2005），BiochemBiophy Res Commun （2004），Cancer Lett（2005）等国际著名专业杂志上，相关的应用研究成果申报国家发明专利一项。
10．中药化学成分样品库的建立及高通量筛选
以李玉新教授为首的研究小组开展了建立收纳中药化学成分及相关信息的中药化学成分样品库和中药化学信息库的工作。并利用现代生物技术建立细胞、分子和基因水平的药物筛选模型，对中药化学成分样品库中的样品进行高通量药物筛选，从中发现具有重要开发价值的候选药物，并在此基础上开发创新性突出并具有自主知识产权的现代中药新药。目前正在与李嘉诚先生领导的香港和记黄埔集团和修正药业集团等国际国内大型企业集团合作，利用中药有效成分筛选技术开展现代中药新药的研制和中成药的二次开发。2005年3月与中国科学院上海药物研究所、长春中医学院、修正药业集团共同组建了吉林省现代中药工程研究中心。