姓名：张家民

学位：博士

导师情况：博士生导师

研究领域：单细胞表观基因组学与基因调控；基因组稳定性与肿瘤靶向干预

E-mail: zhangjiamin@tongji.edu.cn

通讯地址：上海市杨浦区四平路1239号，开云官方网站登录入口，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年入选上海市高层次人才引进计划，2021年获得国家高层次青年人才项目资助。2021年先后受聘于同济大学附属同济医院、开云官方网站登录入口。

课题组聚焦单细胞表观基因组技术开发与应用，解析发育、再生与肿瘤等疾病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，探索潜在疾病干预策略。课题组建立并发展了 cFOOT-seq、DeChIC-seq等单细胞表观基因组检测方法，为构建高精度基因调控网络提供新的技术手段。相关研究发表于 Molecular Cell、Cell Research、Protein & Cell、Science Advances、PLOS Biology、Cell Reports 等国际学术期刊。

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

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，开发单细胞多组学技术，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）单细胞表观基因组技术开发与应用

课题组围绕细胞命运决定、组织发育再生和疾病状态转换中的基因表达调控问题，开发了 cFOOT-seq和 DeChIC-seq等新一代表观基因组检测技术。其中，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解析染色质开放性、核小体定位和转录因子足迹；DeChIC-seq/scDeChIC-seq（Cell Research，2026）则可在低输入量或单细胞水平检测特定组蛋白修饰、染色质调控因子和转录因子结合图谱。这些方法可系统解析转录因子结合、染色质状态和表观遗传调控网络的动态变化，为构建高精度基因调控网络提供新的技术手段。依托这些技术平台，课题组重点研究细胞状态转换过程中转录因子调控网络与染色质状态重塑的动态机制，解析表观遗传调控如何决定细胞命运、组织修复再生及疾病相关细胞状态。

（2）基因组稳定性与端粒维持机制

DNA损伤修复、复制应激应答与端粒维持是基因组稳定性调控的核心机制，也是肿瘤发生发展和治疗抵抗的重要基础。课题组长期关注端粒延长替代通路（alternative lengthening of telomeres, ALT）及其相关基因组稳定性机制。ALT是一类依赖端粒同源重组和端粒诱导复制的端粒维持方式，常见于神经胶质瘤、骨肉瘤等高度恶性肿瘤，但目前仍缺乏靶向ALT通路的有效特异性干预策略。课题组负责人前期围绕ALT通路激活和调控机制开展了系统研究，相关成果发表于Cell Reports（2019）和Molecular Cell（2021，2022）。在此基础上，课题组正结合功能筛选、分子机制解析和细胞生物学研究，进一步探索ALT通路的关键调控节点与潜在靶向干预策略，为相关肿瘤的诊断和治疗提供理论基础。

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：

单细胞表观基因组学技术开发与应用

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.* Genome-wide investigation of transcription factor occupancy and dynamics using cFOOT-seq. Protein & Cell, 2025,16(11):932-952. † Co-first authors *Co-corresponding authors

该研究开发了基于双链DNA脱氨酶的新一代染色质检测技术 cFOOT-seq，实现了在单碱基分辨率解析转录因子染色质足迹的技术突破，为系统研究基因调控网络提供了新的技术手段。被Protein & Cell选为封面文章。

2. Shi, Z.†, Chen, X.†, Yang, Y., Wu, A., Wang, H., Chen, K., Li, C., Zou, L., Qu, Z., Zhao, Y., Gan, W., Chen, J., Liu, W., Shi, J., Wang, H., Zhang, J.M.*, Wang, C.*, Gao, S.*, Liu, X.*. Genome-wide Profiling of Histone Modifications and Transcription Factor Binding at Single-Cell Resolution by DeChIC-seq. Cell Research,2026, accepted. † Co-first authors * Corresponding authors

       该研究开发了 DeChIC-seq/scDeChIC-seq 技术，实现了在低输入量或单细胞水平检测组蛋白修饰和转录因子结合图谱，为稀有样本中的基因调控研究提供了新的技术平台。

基因组稳定性与端粒维持机制

1. 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.

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。

2. 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

该研究提出了RNA转录参与激活同源重组修复的新机制。

3. 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, 2021，81,1-16

     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。

4. 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, 2020, 6, eaay9131. † Co-first authors

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。

5. 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). CRL4Cdt2 ubiquitin ligase regulates Dna2 and Rad16 (XPF) nucleases by targeting Pxd1 for degradation. PLoS genetics 16, e1008933.

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。

6. Zhang, J.M.^†, Yadav, T.^†, Ouyang, J., Lan, L., and Zou, L. Alternative Lengthening of Telomeres through Two Distinct Break-Induced Replication Pathways. Cell Reports, 2019, 26, 955-968 e953.† Co-first authors
该研究首次开发了可以高效地实时跟踪ALT端粒DNA合成的新方法，提出了ALT同源重组的双通路模型。

7. 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 Rad16XPF and inhibiting Dna2. PLoS biology, 2014 12, e1001946.

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。