演讲 · 嘉宾
陈春来

清华大学生命科学学院

研究员、博士生导师。2003年本科毕业于北京大学化学与分子工程学院，2008年获得北京大学化学生物学博士学位。2008年至2015年在美国宾夕法尼亚大学医学院生理系进行博士后研究。2015年加入清华大学生命科学学院任研究员、独立PI。他的课题组致力于发展新型单分子荧光技术，包括基于全内反射荧光显微镜的单分子荧光共振能量转移（FRET）技术和基于共聚焦荧光显微镜的荧光相关光谱（FCS）技术；并利用单分子技术揭示生物大分子的动态过程以阐明其分子机制。主要研究对象有核糖体、CRISPR-Cas蛋白和液液相分离等。目前已发表论文30余篇，引用次数800余次；获得优秀青年基金等基金委资助。

演讲报告题目摘要：
利用单分子荧光揭示Cas9搜寻和切割DNA的分子机制

利用单分子荧光技术，我们捕捉了spCas9蛋白在DNA上搜寻靶标和切割DNA的动态过程。揭示了Cas9在三维扩散的基础上，融合了一维扩散的搜索机制，将其找寻靶标的速率提高了一个数量级。此外我们还发现Cas9展现出不对称的一维扩散模式，而降低盐浓度或对PAM识别区域的突变，可使得Cas9转变为对称的一维扩散模式。此外，我们揭示了Cas9在切割DNA过程中，伴随HNH结构域的运动，存在三个主要构型。RNA/DNA异源双链的PAM远端与HNH结构域之间存在长程相互作用，使得当PAM远端的RNA/DNA存在较多错配时，HNH结构域无法在切割构型中采取正确的局部构象，导致Cas9无法切割错配的DNA。此长程相互作用是Cas9切割DNA前的最后校验步骤，而对参与此相互作用的残基进行突变可提高Cas9的切割特异性。

研究方向：

1.发展单分子荧光方法和技术；
2.CRISPR系列蛋白靶向和剪切机制的研究；
3.核糖体在蛋白质合成过程中翻译和调控机制的研究。

学习和工作经历：

1999-2003 学士 北京大学化学与分子工程学院
2003-2008 博士 北京大学化学与分子工程学院
2008-2015 博士后/研究员 University of Pennsylvania
2015-至今 研究员 清华大学生命科学学院，清华－北大生命科学联合中心（CLS）

近期发表论文：
  1. Lujia Zhang, Ruirui Sun, Mengyi Yang, Sijia Peng, Yongxin Cheng, and Chunlai Chen (*), (2019) Conformational dynamics and cleavage sites of Cas12a are modulated by complementarity between crRNA and DNA, iScience, 19:492-503
  2. Man Pan (#), Qingyun Zheng (#), Shan Ding (#), Lujia Zhang (#), Qian Qu, Tian Wang, Danning Hong, Yunjing Ren, Lujun Liang, Chunlai Chen (*), Ziqing Mei (*), and Lei Liu (*), (2019) Chemical Protein Synthesis-Enabled Mechanistic Studies on the Molecular Recognition of K27-linked Ubiquitin Chains, Angew. Chem. Int. Ed, 58(9):2627-2631
  3. Bo Wu, Haibo Zhang, Ruirui Sun, Sijia Peng, Barry S Cooperman, Yale E Goldman (*), and Chunlai Chen (*), (2018) Translocation kinetics and structural dynamics of ribosomes are modulated by the conformational plasticity of downstream pseudoknots, Nucleic Acids Research, 46(18): 9736-9748
  4. Sijia Peng, Wenjuan Wang, and Chunlai Chen(*), (2018) Surface Transient Binding-Based Fluorescence Correlation Spectroscopy (STB-FCS), a Simple and Easy-to-Implement Method to Extend the Upper Limit of the Time Window to Seconds, J. Phys. Chem. B, 122(18): 4844-4850
  5. Mengyi Yang(#), Sijia Peng(#), Ruirui Sun, Jingdi Lin, Nan Wang, and Chunlai Chen(*), (2018) The Conformational Dynamics of Cas9 Governing DNA Cleavage Are Revealed by Single-Molecule FRET, Cell Reports, 22(2): 372-382
  6. Sijia Peng, Wenjuan Wang (*) and Chunlai Chen(*), (2018) Breaking the concentration barrier for single molecule fluorescence measurements, Chemistry - A European Journal, 24: 1002-1009
  7. Sijia Peng, Mengyi Yang, Rui Ning Sun, Yang Liu, Wenjuan Wang, Qiaoran Xi, Haipeng Gong, and Chunlai Chen(*), (2018) Mechanism of actions of Oncocin, a proline-rich antimicrobial peptide, in early elongation revealed by single-molecule FRET, Protein & Cell, 9(10): 890-895
  8. Sijia Peng, Ruirui Sun, Wenjuan Wang and Chunlai Chen(*), (2017) Single-Molecule Photoactivation FRET: A General and Easy-to-Implement Approach to Break the Concentration Barrier, Angew. Chem. Int. Ed, 56(24):6882-6885