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Lab of Functional Genomics and Evolution

Welcome to GxE Lab. We study the function and evolution of cis-regulatory elements and trans-regulatory factors involved in gene expression regulation, and the role of gene expression variation in evolution.

If you are interested in joining the group as a master/PhD student or postdoctoral fellow, please do not hesitate to contact us (hong_zhang@lzu.edu.cn).

We also have some projects for undergraduate students. Please contact the PI directly if you want to carry out your graduation project in our group.

研究方向：RNA、功能基因组学、演化

细胞中的“暗物质”：非经典翻译组

真核生物中，DNA转录成RNA，并经过一系列的加工与修饰步骤，变为成熟的mRNA或非编码RNA。mRNA转运到细胞质后，核糖体从mRNA的5’端扫描起始密码子，并翻译其中的开放阅读框(open-reading frame, ORF)，合成蛋白质。传统观点认为，一个mRNA仅含有一个ORF也就是编码序列(coding sequence, CDS), 编码一个蛋白质。然而，除了已经注释的CDS之外，近期研究在基因组中发现很多其它类型的可以翻译的ORF，位于长链非编码RNA (long non-coding RNA, lncRNA)、mRNA的非编码区(untranslated region, UTR)、甚至CDS中（不同的阅读框），这些ORF我们统称为非经典ORF，也即非经典翻译组。非经典ORF不仅在包括动物、植物在内的多种真核生物基因组中普遍存在，已有的研究证明其中一些ncORF编码的微蛋白(microprotein)在多种生命过程中行使重要功能。但是，除了少数非经典ORF，大多数非经典ORF的功能尚不清楚，非经典翻译组在不同物种间有什么差异以及如何演化等问题也缺乏系统的研究。我们致力于解析非经典翻译组的功能和演化规律，为相关的生命科学领域基础研究以及医学与遗传育种等领域的应用奠定基础。

基因表达调控：不同层次的变异与自然选择

为了维持正常的生命活动，基因需要在正确的时间、正确的地点以正确的量表达基因，基因表达的变化不仅影响生物的表性进化，也与多种人类疾病密切相关。我们致力于从演化生物学的视角，理解基因表达层面的变异(variation)与选择(selection)。一方面，基因表达在物种间、个体间、组织间或细胞间表现出不同程度的差异，我们感兴趣的是这些差异在演化过程中是怎么形成的，顺式调控元件的作用更大还是反式调控因子的贡献多，这些差异是可以容忍的随机波动还是受到自然选择约束或促进。另一方面，基因表达不同层次的差异不仅体现在我们常说的表达量(也即均值)上，还体现在基因表达的分布上(均值相同但分布可能不同)。然而不管是分子表型(例如基因表达量)还是个体表型(例如身高、体重)，大多数生物学家都只关注平均特征(mean trait)，而不考虑分布水平的特征(例如variance trait)。研究基因表达的差异与演化不能只关注均值，而不考虑分布。我们想知道基因表达的分布服从什么样的规律，受到什么因素影响，如何演化的，以及有什么意义。