研究方向
基因组学最重要的发现之一，是认识到哺乳动物基因组中仅有约 1–2% 的 DNA 能够编码蛋白质，而超过 90% 的基因组 DNA 会被转录为非蛋白编码 RNA。我们的实验室综合运用数学、生物信息学与生物学方法，解析由 RNA 密码 介导的复杂调控网络，并探索其在人类疾病诊断和治疗中的意义。
当前研究方向
非经典小 RNA
哺乳动物胚胎对称性破缺
非经典小 RNA
小 RNA 是一类从细菌到哺乳动物中广泛存在的非编码 RNA。miRNA、piRNA 等经典小 RNA 已得到多方面深入研究，但对 tRNA 来源小 RNA（tsRNA）、rRNA 来源小 RNA（rsRNA）等非经典小 RNA 的认识仍然有限。
开发新型小 RNA 测序方法与分析工具
为了探索不断扩展的小 RNA 世界，我们开发了小 RNA 分析工具 SPORTS。该注释工具便于同时研究经典与非经典小 RNA，并推动发现了可用于肺部疾病诊断的 TRY-RNA signature。我们还开发了新型小 RNA 测序方法 PANDORA-seq，用于克服 RNA 修饰对传统 RNA-seq 检测小 RNA 的阻碍。该方法揭示了此前未知的小 RNA 图谱：在多种组织和细胞中，占主导地位的并非 miRNA，而是 tsRNA/rsRNA。
发现非经典小 RNA 及其功能
十多年前，我们在小鼠成熟精子中发现了一类新的非经典小 RNA——tsRNA，首次证明 tsRNA 在生理条件下存在。随后，我们发现 tsRNA 不仅存在于精子，也广泛存在于多种脊椎动物的血清中，并对病理状态敏感。
越来越多的证据表明，父代暴露所获得的性状可被精子“记忆”并遗传给后代，因此我们进一步研究了精子小 RNA 在表观遗传中的作用。我们发现，父代高脂饮食会改变小鼠精子 tsRNA 的表达谱；富含 tsRNA/rsRNA 的 30–40 nt 精子 RNA 组分及其 RNA 修饰可作为父系表观遗传信息的载体。我们还发现 RNA 甲基转移酶 Dnmt2 能够塑造精子 RNA 密码 并影响性状遗传。
哺乳动物胚胎对称性破缺
2005 年 7 月 1 日，《Science》列出了 125 个重要科学问题，其中一个问题尤其吸引我们：胚胎中的不对称性是如何决定的？
在线虫、青蛙和海胆等物种中，后代卵裂球的命运由不对称分布的形态发生素决定；而哺乳动物胚胎的细胞命运指定更为精细，由卵裂球之间逐步形成的差异引导。哺乳动物产卵数量较少，胚胎可能因此需要更强的发育韧性以避免早期死亡。关于哺乳动物胚胎的发育可塑性仍存在争论：缺乏预先模式并不意味着卵裂球完全相同，细胞之间的细微差异可能逐渐放大，在保持发育可塑性的同时驱动模式形成。
寻找驱动哺乳动物胚胎分裂与分化的力量
哺乳动物着床前胚胎中的细胞，需要在有限次数的分裂中由全能状态转变为不同命运。卵裂球之间首次出现不对称性的时间，以及这种差异如何形成不同细胞命运，是长期存在的问题。通过单细胞 RNA 测序分析与数学建模，我们发现最早的不对称性在第一次细胞分裂时便已出现，并呈二项分布。数学模型提示，细胞具有自然分化的倾向。我们的结果支持这样一种情形：早期卵裂球中相互竞争的谱系决定因子根据相对比例决定细胞命运，在出现形态差异前形成灵活的“谱系强度”。我们还揭示了异质表达的长非编码 RNA LincGET 在小鼠二细胞胚胎对称性破缺过程中的作用。