组长：张寿悦 博士、研究员
研究组研究方向
1. 生物信息学方向：微生物基因组大规模深度学习模型的设计、训练和优化。生物大分子元件（长非编码RNA或蛋白质）的挖掘与设计；
2. 结构与分子生物学方向：解析生物大分子元件（长非编码RNA或蛋白质）的结构与功能，探索分子进化的机制，开发生物制造（合成生物学或基因编辑）工具。
研究组研究内容及意义
1. 探索RNP复合体中RNA的新功能
研究组计划首先探索RNP复合体中RNA的新功能。不仅包括RNA作为向导RNA或核酶的经典功能，还希望揭示RNA在这些复合体中的其他潜在功能。从而开发生物制造底层工具。
蛋白质结构进化分析：利用丰富的蛋白质结构数据，通过结构生长轨迹分析方法，研究蛋白质在RNP复合体中的结构变化规律。这些信息将用于开发深度学习模型，以预测和分析蛋白质结构的演化。
蛋白质-RNA协同进化分析：在识别可能与蛋白质形成复合体的RNA元件后，使用生物信息学预测或结构生物学技术，分析复合体中蛋白质与RNA的新相互作用模式，揭示RNP复合体中蛋白质和RNA的结构共进化。这种分析有望发现RNA在RNP复合体中新的功能角色，提升我们对RNA生物学的理解。
2. 探索非编码RNA作为生物制造工具
为了进一步发掘RNA作为生物大分子工具的潜力，研究组计划在微生物和人类基因组中的非编码区识别新非编码RNA元件，并将其开发为生物制造工具。
溯源RNA的祖先：探索已知蛋白-RNA系统的“古老”RNA系统起源。
利用深度学习模型生成新RNA：开发和训练RNA结构信息大语言模型，识别和生成具有新结构和功能的RNA。
RNA主导复合体：通过模块化设计，将不同功能的RNA元件组装在一起，完成多步骤复杂任务。
研究队伍
-研究组长
张寿悦
电子邮件：zhangshouyue#im.ac.cn（#换成@）
-主要学习及工作经历
2012.09-2016.07年 四川大学，理学学士
2016.09-2020.07年 四川大学，遗传学博士
2020.11-2024.11年 清华大学，博士后
2024.11至今 中国科学院微生物研究所，研究员，研究组长
-获奖情况
2022年度 北京生物结构前沿中心卓越学者
2020年度 清华大学结构生物学高精尖创新中心卓越学者
2019年度 国家奖学金
2017年度 唐立新奖学金
2015年度 黄乾亨奖助学金
-团队
-联培学生
叶静 博士生（四川大学，2024-）
袁迪 博士生（天津中医药大学，2024-）
代表性论文
1. Zhang S#, Sun A#, Qian JM #, Lin S #, Xing W, Yang Y, Zhu HZ, Zhou XY, Guo YS, Liu Y, Meng Y, Jin SL, Song W, Li CP, Li Z, Jin S, Wang JH, Dong MQ, Gao C, Chen C*, Bai Y*, and Liu JJG*. Pro-CRISPR PcrIIC1-associated Cas9 system for enhanced bacterial immunity. Nature. 2024, 630:484-492.
2. Liu Z#, Zhang S#, Zhu HZ#, Chen ZH#, Yang Y#, Li LQ#, Lei Y, Liu Y, Li DY, Sun A, Li CP, Tan SQ, Wang GL, Shen JY, Jin S, Gao C, and Liu JJG*. Hydrolytic endonucleolytic ribozyme (HYER) is programmable for sequence-specific DNA cleavage. Science. 2024, 383:495-495.
3. Tsuchida CA#, Zhang S#, Doost MS#, Zhao Y#, Wang J, O'Brien E, Fang H, Li CP, Li D, Hai ZY, Chuck J, Broetzmann J, Vartoumian A, Burstein D, Chen XW, Nogales E, Doudna JA*, and Liu JJG*. Chimeric CRISPR-CasX enzymes and guide RNAs for improved genome editing activity. Molecular Cell. 2022, 82:1199-1209.e6.
4. Sun A#, Li CP#, Chen Z#, Zhang S#, Li DY, Yang Y, Li LQ, Zhao Y, Wang K, Li Z, Liu J, Liu S, Wang J*, and Liu JJG*. The compact Casπ (Cas12l) ‘bracelet’ provides a unique structural platform for DNA manipulation. Cell Research. 2023, 33:229-244.
研究中代表性图片
创建“结构生长轨迹”分析方法。并发现了CRISPR-Cas9系统中Cas9蛋白元件生长进化轨迹，还首次发现Cas9蛋白能够与一类CRISPR增强蛋白（Pro-CRISPR）协作，增强Cas9的活性。
（Nature, 2024, DOI: 10.1038/s41586-024-07486-x）
创建了“单种属多拷贝法”生物信息学鉴定方法，鉴定出原核基因组中的不含蛋白元件的、完全由RNA元件构成的高活性二类内含子核酶。
（Science, 2024, DOI: 10.1126/science.adh4859）
申请专利
1. 刘俊杰；张寿悦；孙奥；林铄；一种用于基因编辑和/或抵抗噬菌体的系统及
其应用，2024-03-07，中国，202410263253.1
2. 刘俊杰；刘子贤；张寿悦；陈之航；一种基于 RNA 核酶的 DEAR 核酸操纵
系统及其应用， 2024-01-30，PCT，PCT/CN2024/074724
3. 刘俊杰；朱汉舟；张寿悦；刘子贤；李隆骐；陈之航；杨韵；一种工程改造
的 DEAR 核酸操纵系统的制备方法，2024-1-30，PCT，PCT/CN2024/074721
4. 刘俊杰；张寿悦；李丹苑；一种小型编辑基因组的 CRISPR/Cas 系统及其专
用的 CasX 蛋白, 2022-06-02, 中国, CN114958808A
科研项目
本研究组完成及在研的主要科研项目：
1. 国家自然科学基金委员会面上项目，基于GII-B内含子的RNA核酶基因编辑工具HYER-B系统的设计和开发，2025-01-01至2028-12-31
2. 国家自然科学基金委员会青年项目，新型CRISPR-Cas基因编辑工具分子 LpbCas12e的功能与机制研究，2022-01-01至2024-12-31
3. 中国博士后科学基金会面上资助，新型CRISPR-CasX系统分子结构研究与优化改造，2023-01-01至2024-12-31
