无序生物大分子中的物理化学：从细胞核孔到染色质

报告题目：无序生物大分子中的物理化学：从细胞核孔到染色质

报告人：黄恺研究员  深圳湾实验室

报告时间：2023年6月6日上午9:30-10:30

报告地点：物科楼101室

报告邀请人：杨恺  董雪薇

报告摘要：近年来，随着四维基因组、生物相分离等领域的兴起，人们意识到许多缺乏固定三维结构的蛋白质及核酸在生命过程扮演着重要的角色。高分子理论计算为理解这些看似无序的生物大分子提供了有力工具。本次报告将以细胞核孔和染色质为例介绍高分子理论计算在不同尺度生物学问题中的应用。针对细胞核孔中心通道的无序区域，我们利用考虑高分子序列及构象信息的分子场理论进行了理论建模，预测无序核孔蛋白在疏水、静电、位阻等作用下组织成具有空间异质性的高分子网络，为一些奇特的实验现象提供了解释。在染色质折叠的理论研究中，我们指出长程互作、密度不均、自相似这三个属性无法在一维长链分子中统一，因此提出基因组高级结构的三维森林模型。该模型预测染色质在单细胞水平具有高度分叉的拓扑性质，富含基因组多体互作。在该唯象结构模型的基础上，我们提出了染色质利用液液相分离进行高阶催化的机制模型，为理解基因表达调控提供了全新的物理化学图像。

报告人简介：黄恺，2009年获清华大学工程物理系工学学士学位，2015年获美国威斯康星大学麦迪逊分校材料学博士学位，之后在美国西北大学生物医学工程系进行博士后研究，2020年作为特聘研究员加入深圳湾实验室，致力于四维基因组、生物相分离、仿生智能材料等领域的理论计算。研究成果以第一及通讯作者发表在Science Advances, Nature Communications, JACS, Cell Reports, ACS Nano等知名期刊。其近期提出的染色质三维森林模型获得美国NIH主任、前人类基因组计划负责人Francis Collins的特别关注。曾获美国生物物理年度博士后奖（2020），广东省青年拔尖人才（2021）。