• 聚焦核酸结构与功能的关联，结合多学科手段，探索核酸分子在生物系统中的重要作用，并开发面向疾病诊治和核酸设计的新工具。具体研究内容包括：

    疾病相关核酸结构与功能的研究

    探索与疾病发生密切相关的特定核酸结构（如G-四链体、i-Motif等）的功能机制，识别其在病理环境中的动态行为与调控作用，为核酸靶点在疾病标志物和治疗分子开发中的应用提供科学依据。

    Adv. Sci. 2025, 12 (16), 2406230.

    JACS. 2025, 147 (4), 3813-3822.

    生物大分子的人工智能设计

    基于核酸分子“序列-结构-功能”数据库，构建人工智能平台，用于功能性核酸设计与性能预测。结合机器学习算法，优化核酸分子的人工设计流程，为新型诊疗分子的开发提供创新技术支持。

    利用先进的生物物理和化学生物学技术，建立功能性核酸的“构-效”关联分析方法，用于解析核酸分子结构、序列特性及其功能之间的关系。结合此技术，指导功能性核酸的定向修饰与优化，提升其在催化、识别及医学应用中的效率与稳定性。

    功能性核酸的“构-效”分析技术开发

    PNAS. 2024, 121 (29), e2404060121.

  • 致力于构建非天然核酸体系与人工细胞模型，探索生命过程的基本规律，并开发其在生物医学领域的应用潜力。具体内容包括：

    非天然碱基与非天然核酸的构建及其功能研究

    通过设计和合成具有特异化学特性的非天然碱基及其扩展遗传字母，构建具备独特功能的非天然核酸体系。研究非天然碱基和核酸在生物体系中与天然核酸的相互作用，解析它们在基因表达、复制及调控过程中的基本规律，为生命过程的机制研究与人工生物体系的开发奠定基础。

    Adv. Sci. 2024, 11 (45), 2410642.

    人工细胞的设计、合成及功能应用

    通过组装具有人工膜结构、功能性大分子和核酸回路的人工细胞体系，模拟天然细胞的部分生物学功能，探索其在生物过程中的适配性和调控规律。进一步，将人工细胞用于生物成像和靶向递送，结合功能化设计实现对特定疾病部位的精准监测与治疗。特别是在肿瘤免疫治疗中，利用人工细胞递送免疫信号因子或抗原，调控免疫微环境，以增强肿瘤免疫反应的功效。

    Nat. Commun 2020, 11, 978.

    Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63 (30), e202406186.

  • 聚焦疾病分子机制与高效诊断技术的开发，旨在通过识别高特异性生物标志物及创新技术手段，实现对恶性肿瘤和传染性慢性疾病的早期、精准诊断。具体研究内容包括：

    基于组学技术与生物信息学分析，寻找具有高特异性和诊断潜力的疾病相关生物标志物。通过实验验证和深度研究，揭示其在肿瘤发生、疾病进展及病理信号网络中的生物学功能与调控机制，为分子诊断提供科学支撑。

    Nat. Nanotechnol. 2020, 15, 709-715.

    疾病高特异生物标志物的发现与机制研究

    核酸分子计算用于疾病早筛

    结合核酸分子计算和人工智能算法，开发智能化核酸诊断工具，运用动态核酸反应网络和核酸纳米装置实现疾病诊断平台的高精度与自动化。重点针对恶性肿瘤及传染性慢病，聚焦其早期无创检测的技术难题，开发切实有效的诊断解决方案，为疾病管理与精准治疗提供关键手段。

    Nat. Commun. 2024, 15, 4583.

     Sci. Adv. 2022, 8 (47), eade0453.

    功能核酸与蛋白靶向降解

    以核酸分子工程技术为手段，利用核酸适配体对靶标蛋白的高亲和力和高特异性，构建基于核酸的蛋白靶向降解剂，用于肿瘤等重大疾病靶点的特异性降解与调控，进而为疾病的治疗提供更加有效且精准的治疗方案。

    Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60 (20), 11267-11271.

    Adv. Mater. 2025, 2504050.

研究方向

 

뀓